Заломлення

Заломлення променя на межі двох середовищ

Заломлення

Через заломлення світла, пластикова трубочка у склянці здається зламаною

Показ явища заломлення світла скляними келихами

Зало́млення, або рефра́кція або зало́м — зміна напрямку поширення випромінення при проходженні межі розділу двох середовищ з різною оптичною густиною (наприклад, повітря — скло, скло — вода).

Загальна характеристика

Кут, на який змінюється напрямок поширення випромінення, залежить від оптичної густини обох середовищ, а також від довжини хвилі самого випромінення. Явище заломлення широко використовується в оптиці. Наприклад, випромінювання, заламуючись у призмі, розкладається на спектр. Також властивість заломлення світла в повітрі застосовується в шлірен-зйомці (методі Теплера).

Математично заломлення світла описується законом Снелліуса й формулами Френеля.

Унаслідок заломлення світла деякими кристалами виникає не один, а два заломлені промені, які розповсюджуються в різних напрямках. Це явище називається подвійним променезаломленням.

Стосовно світлових променів розрізняють такі види рефракції:

• астрономічну (відхилення променя від світила земною атмосферою в напрямку щільніших її шарів, через що видимі зенітні відстані завжди здаються меншими за істинні);
• земну, що відбувається в нижніх шарах атмосфери й відчутно впливає на результати високоточних геодезичних вимірювань;
• диференціальну, що виявляється як різниця впливу загальної рефракції на візирні лінії під час вимірювання відстаней далекомірами подвійного зображення.

Показник заломлення

Показник заломлення або абсолютний показник заломлення — це характерне для середовища число, яке визначає, в скільки разів швидкість розповсюдження світла в середовищі менша за швидкість світла у вакуумі. Звичайно його позначають латинською літерою n.

Величину показника заломлення середовища характеризують також терміном оптична густина. Середовище з більшим значенням показника заломлення називають оптично густішим.

Існує закон Снеліуса

${\frac {\sin \alpha }{\sin \beta }}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}$, де α — кут падіння, а β — кут заломлення.

Величину $n_{21}=n_{2}/n_{1}$ називають відносним показником заломлення середовища 2 стосовно середовища 1.

Термінологія

• Кут, утворений надхідним променем із нормаллю до площини розділу середовищ, називається кутом падіння.
• Кут, утворений відбитим променем із нормаллю до площини розділу середовищ, називається кутом відбивання.
• Кут, утворений заломленим променем із нормаллю до площини розділу середовищ, називається кутом заломлення.
• Площина, в якій лежать промені, називається площиною падіння.
• Відношення інтенсивності відбитого променя до інтенсивності променя, який падає на межу розділу, називається коефіцієнтом відбиття.
• Відношення інтенсивності заломленого променя до інтенсивності променя, який падає на межу розділу, називається коефіцієнтом проходження.
• Коефіцієнт земного заломлення — відношення радіуса Землі до радіуса рефракційної кривої, утвореної променем візування, викривленим у приземному шарі атмосфери. Приблизно коефіцієнт земного заломлення дорівнює 0,14-0,16; враховується в тригонометричному (геодезичному) нівелюванні.

Інтернет-ресурси

• Java illustration of refraction(англ.)
• Java simulation of refraction through a prism [Архівовано 27 лютого 2007 у Wayback Machine.](англ.)

Див. також

• Атомна рефракція
• Хроматична аберація
• Метаматеріал
• Відбиття (фізика)
• Рефракція світла в атмосфері
• Рефрактометр
• Рефрактометрія
• Оптоволокно
• Сферичне дзеркало

Література

• Романюк М. О., Крочук А. С., Пашук І. П. Оптика. — Л. : ЛНУ ім. Івана Франка, 2012. — 564 с.
• Визначення та врахування вертикальної рефракції під час геодезичних вимірювань / О. І. Мороз; Нац. ун-т "Львів. політехніка". - Л., 2003. - 224 c. - Бібліогр.: 175 назв.
• Вакуленко М. О. Тлумачний словник із фізики : 6644 статті / М. О. Вакуленко, О. В. Вакуленко. — К. : Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008. — 767 с.
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.