Indhold
Forestil dig en ske placeret i et halvt glas vand. Skeden ser ud til at bøjes ved luft-vandgrænsen. Dette skyldes, at lysstrålene, der når dine øjne fra vandet, ændrer retning, når de passerer i luften. Dette fænomen kaldes brydning. Der er flere faktorer, der bestemmer i hvilken vinkel en lysstråle vil bøjes, når den går fra et medium til et andet.
Indfaldsvinkel
Hvis en lysstråle krydser fra et medium til et andet - fra luft til glas for eksempel - vinkelret på overfladen mellem mediet, ændrer det ikke retning, det passerer lige igennem. Hvis den imidlertid rammer overfladen i en vinkel på vinkelret, ændrer den retning, når den bevæger sig ind i det andet medium. Vinklen, som lysstrålen foretager med vinkelret i det første medium, kaldes forekomstens vinkel. Vinklen, som lysstrålen foretager med vinkelret i det andet medium, kaldes brydningsvinklen. Forholdet mellem forekomstvinklen (i) og brydningsvinklen (r) er givet ved Snells-loven: sin (r) / sin (i) = ni / nr, hvor ni er brydningsindekset for det første medium og nr er brydningsindekset for det andet medium. For et fast mediepar er ni / nr fast. Så det er klart, at når forekomstvinklen i ændres, ændres brydningsvinklen r også.
Brydningsindeks
Fra Snells-loven kan du se, at brydningsvinklen afhænger af forholdet ni / nr. Af brydningsindekserne for de to medier. Hvis nr er større end ni - for eksempel når lys passerer fra luft (ni = 1,0) til glas (ni = 1,5) - er brydningsvinklen mindre end indfallsvinklen, dvs. lysstrålen bøjer sig mod vinkelret på overfladen mellem de to medier, når det krydser ind i det andet medium. Hvis nr er mindre end ni, bøjer lysstrålen, der kommer ind i et andet medium, væk fra vinkelret på overfladen mellem de to medier.
Lysets bølgelængde
Brydningsvinklen afhænger også af lysets bølgelængde. Synligt lys i forskellige farver har forskellige bølgelængder og lidt forskellige brydningsindekser. Forskellen er så lille, at du ikke kan se det, når hvidt lys passerer gennem en flad glasplade for eksempel. Men når hvidt lys passerer gennem et prisme og brydes to gange på de to overflader, bøjes hver farve i en anden vinkel, og du kan tydeligt se de separate farver.
anisotropi
I nogle specielle tilfælde kan brydningsindekset i et medium afhænge af den retning, i hvilken lys passerer gennem mediet. Visse mineralkrystaller har to adskilte brydningsindekser i to retninger og er kendt som birefringente materialer. For eksempel er tourmalin en krystal med to brydningsindeks: 1.669 og 1.638. For disse materialer afhænger brydningsvinklen af orienteringen af grænsen mellem mediet med krystalens specielle akser.