Διάθλαση είναι η αλλαγή της κατεύθυνσης ενός κύματος, που προκαλείται από την αλλαγή της ταχύτητας του κύματος. Παραδείγματα κυμάτων είναι τα ηχητικά κύματα και τα κύματα φωτός. Η διάθλαση παρατηρείται συχνότερα όταν ένα κύμα περνά από ένα διαφανές μέσο σε ένα άλλο διαφανές μέσο. Διαφορετικοί τύποι μέσων περιλαμβάνουν τον αέρα και το νερό.
Όταν ένα κύμα περνάει από ένα διαφανές μέσο σε ένα άλλο διαφανές μέσο, το κύμα αλλάζει ταχύτητα και κατεύθυνση. Για παράδειγμα, όταν ένα κύμα φωτός ταξιδεύει στον αέρα και στη συνέχεια περνάει στο νερό, το κύμα θα επιβραδυνθεί και θα αλλάξει κατεύθυνση.
Καθώς το φως εισέρχεται σε ένα μέσο που είναι πυκνότερο, η φωτεινή ακτίνα "κάμπτεται" προς το κανονικό. Όταν επιστρέφει στο λιγότερο πυκνό μέσο (με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης), θα λυγίσει πίσω κατά την ίδια γωνία με εκείνη που εισήλθε (εάν η επιφάνεια στην έξοδο είναι παράλληλη με την επιφάνεια στην είσοδο).
Ένα παράδειγμα για το πώς λειτουργεί η διάθλαση είναι η τοποθέτηση ενός καλαμακίου σε ένα φλιτζάνι με νερό, με ένα μέρος του καλαμακίου μέσα στο νερό. Όταν κοιτάζετε από μια συγκεκριμένη γωνία, το καλαμάκι φαίνεται να λυγίζει στην επιφάνεια του νερού. Αυτό οφείλεται στην αλλαγή της πυκνότητας του μέσου και, συνεπώς, στην κάμψη των ακτίνων φωτός καθώς κινούνται από τον αέρα στο νερό.
Ένας καλός και απλός τρόπος για να καταλάβουμε πώς λειτουργεί το φως είναι να το φανταστούμε σαν ένα αυτοκίνητο. Όταν το αυτοκίνητο προσκρούει υπό γωνία στην επιφάνεια του χαλικιού (αυτό είναι το μέσο), το ελαστικό που προσκρούει πρώτο θα επιβραδύνει, με αποτέλεσμα να στρίψει προς αυτή την κατεύθυνση. Επομένως, αν το φως χτυπήσει ένα μέσο στα δεξιά που έχει μεγαλύτερο δείκτη διάθλασης, θα λυγίσει προς τα δεξιά. Το μέγεθος της κάμψης δίνεται από το νόμο του Snell. Οι φακοί λειτουργούν με διάθλαση.
Όταν το φως διαθλάται σε ένα πρίσμα, χωρίζεται στα χρώματα του ουράνιου τόξου, επειδή ορισμένα μήκη κύματος κάμπτονται περισσότερο από άλλα.
Στην οπτική, ο δείκτης διάθλασης ή δείκτης διάθλασηςn μιας ουσίας είναι ένας αριθμός χωρίς διαστάσεις που περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο το φως ή άλλη ακτινοβολία διέρχεται μέσα από το μέσο αυτό. Ορίζεται ως
n = c v , {\displaystyle n={\frac {\mathrm {c} }{v}},}
όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός στο κενό και v είναι η ταχύτητα φάσης του φωτός στο μέσο. Ο νόμος του Snell χρησιμοποιεί τους δείκτες διάθλασης για τον υπολογισμό του ποσού της διάθλασης.
Διάγραμμα διάθλασηςΌταν το καλαμάκι βλέπει κανείς υπό ορισμένη γωνία, φαίνεται να κάμπτεται, λόγω της διάθλασης του φωτός καθώς κινείται στον αέρα.Μια ακτίνα φωτός διαθλάται σε ένα πλαστικό μπλοκ.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η διάθλαση;
A: Διάθλαση είναι η αλλαγή της κατεύθυνσης ενός κύματος, που προκαλείται από τη μεταβολή της ταχύτητας του κύματος. Παραδείγματα κυμάτων είναι τα ηχητικά κύματα και τα κύματα φωτός. Η διάθλαση παρατηρείται συχνότερα όταν ένα κύμα περνάει από ένα διαφανές μέσο σε ένα άλλο διαφανές μέσο.
Ερ: Πώς λειτουργεί η διάθλαση;
Α: Όταν ένα κύμα περνάει από ένα διαφανές μέσο σε ένα άλλο διαφανές μέσο, το κύμα αλλάζει ταχύτητα και κατεύθυνση. Για παράδειγμα, όταν ένα κύμα φωτός ταξιδεύει στον αέρα και στη συνέχεια περνάει στο νερό, το κύμα θα επιβραδυνθεί και θα αλλάξει κατεύθυνση. Στην ιδιότητα αυτή, όταν το φως διέρχεται από ένα μέσο, λαμβάνει χώρα πόλωση των ηλεκτρονίων, η οποία με τη σειρά της μειώνει την ταχύτητα του φωτός, αλλάζοντας έτσι την κατεύθυνση του φωτός. Καθώς το φως εισέρχεται σε ένα μέσο που είναι πυκνότερο, η φωτεινή ακτίνα θα "λυγίσει" προς το κανονικό. Όταν επιστρέφει στο λιγότερο πυκνό μέσο (με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης), θα λυγίσει πίσω κατά την ίδια γωνία με εκείνη που εισήλθε (αν η επιφάνεια στην έξοδο είναι παράλληλη με την επιφάνεια στην είσοδο).
Ερ: Ποια είναι μερικά παραδείγματα του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η διάθλαση;
Α: Ένα παράδειγμα για το πώς λειτουργεί η διάθλαση είναι η τοποθέτηση ενός καλαμακίου σε ένα φλιτζάνι με νερό, με ένα μέρος του καλαμακίου μέσα στο νερό. Όταν κοιτάζουμε από μια συγκεκριμένη γωνία, το καλαμάκι φαίνεται να κάμπτεται στην επιφάνεια του νερού λόγω της αλλαγής της πυκνότητας μεταξύ αέρα και νερού που προκαλεί κάμψη των ακτίνων φωτός καθώς κινούνται από το ένα μέσο στο άλλο. Ένα άλλο παράδειγμα είναι οι φακοί που λειτουργούν με διάθλαση- όταν το φως διαθλάται σε πρίσμα, χωρίζεται σε χρώματα επειδή ορισμένα μήκη κύματος κάμπτονται περισσότερο από άλλα λόγω της διαφορετικής πυκνότητας μεταξύ των μέσων που προκαλούν διαφορετικά ποσά κάμψης για κάθε μήκος κύματος.
Ερ: Τι είναι ο οπτικός δείκτης ή ο δείκτης διάθλασης;
Α: Στην οπτική ένας οπτικός δείκτης ή δείκτης διάθλασης n περιγράφει τον τρόπο με τον οποίο η ακτινοβολία όπως το φως κινείται μέσα από τη συγκεκριμένη ουσία ή υλικό . Μπορεί να οριστεί ως n = c/v όπου το c αντιπροσωπεύει την ταχύτητα αν το φως είναι κενό και το v αντιπροσωπεύει την ταχύτητα φάσης αν το φως είναι μέσα στο συγκεκριμένο υλικό ή ουσία .
Ερ: Ποιος νόμος χρησιμοποιεί τους οπτικούς δείκτες ;
Α:Ο νόμος του Snell χρησιμοποιεί οπτικούς δείκτες ή δείκτες για τον υπολογισμό της ποσότητας iffrefaction .
