Jedząc śniadanie i przyglądając się łyżeczce w szklance z herbatą widzimy, że ewidentnie coś jest nie tak. Łyżeczka jest przerwana, a ta jej część, która jest zanurzona wydaje się być grubsza od tej wystającej. W tym przypadku takie optyczne figle to efekt zjawiska załamania światła.

Nazwa zjawiska dosłownie oddaje to co dzieje się z promieniem świetlnym przechodzącym z jednego ośrodka (np. z powietrza) do drugiego (np. wody). Wystarczy spojrzeć na zdjęcia przedstawiające takie właśnie modelowo wyeksponowane zjawisko aby się o tym przekonać. Na jednym z nich widać bieg promienia świetlnego ze wskaźnika laserowego*, przechodzącego z powietrza do wody. Aby promień był lepiej widoczny woda została zmętniona mydłem, a powietrze nad wodą dymem z kadzidełka zapachowego. W drugim przykładzie mamy do czynienia z przejściem światła przez granicę ośrodków: powietrze - bloczek akrylowy i na odwrót. Oprócz promienia padającego i załamanego wyraźnie widać tu też promień odbity. Na jedno ze zdjęć naniesiona została grafika z kątami padania α i załamania β. Kąty te mierzone są odpowiednio pomiędzy promieniem padającym i załamanym, a prostą prostopadłą (jednym słowem normalną) do powierzchni wyznaczonej przez granicę ośrodków w punkcie padania. Można stwierdzić, że gdy światło przechodzi z ośrodka optycznie rzadszego do optycznie gęstszego (np. z powietrza do wody) to kąt załamania jest mniejszy od kąta padania. Gdy natomiast promień przechodzi z ośrodka optycznie gęstszego do ośrodka optycznie rzadszego (np. z wody do powietrza) to wówczas kąt załamania jest większy od kąta padania.

Pierwszym, który zmierzył kąty padania i załamania był Grek Ptolemeusz żyjący w II wieku n.e. Nie udało mu się jednak znaleźć prawidłowej, ścisłej relacji wiążącej oba kąty. Mimo to teoria jaką wtedy stworzył uznawana była, aż do… XVII wieku. Odkrycie prawa załamania światła takiego jakim posługujemy się dziś przypisuje się holenderskiemu fizykowi Willebrordowi Snelliusowi. Dokonał tego w 1621 roku. Często prawo to nazywa się jego imieniem. Każdy kto chciałby bardziej zgłębić wiedzę dotyczącą tego zjawiska i natury światła powinien sięgnąć po podręcznik do fizyki aby zapoznać się z tym prawem.

Na uwagę zasługuje fakt, że gdy promień świetlny pada na granicę ośrodków pod kątem 0 stopni albo innymi słowy gdy jest równoległy do normalnej to nie jest załamywany. Jego kierunek pozostaje niezmieniony. Taką sytuację przedstawia tu jedno ze zdjęć.

Jeśli chodzi o znaczenie praktyczne zjawiska załamania światła to wystarczy wspomnieć, że zachodzi ono w soczewkach i pryzmatach. Jak wiadomo stanowią one najistotniejsze elementy takich przyrządów jak okulary, szkła powiększające, rzutniki, mikroskopy, lunety (lornetki) itp. Trzeba też przyznać, że przejście promienia świetlnego przez granicę dwóch ośrodków na fotografiach prezentuje się bardzo efektownie.

* Uwaga! Używając lasera zachowaj szczególną ostrożność. Nie wolno kierować promienia lasera bezpośrednio w oczy ludziom oraz zwierzętom. Ogranicz również do niezbędnego minimum patrzenie boczne na wiązkę lasera i miejsca, na które pada wiązka lasera. Korzystając z aparatu fotograficznego zachowaj ostrożność w ten sam sposób aby zapobiec jego uszkodzeniu.

Powrót