Snellov zákon lomu

Snellov zákon lomu je vedecký zákon o lome svetla alebo iného vlnenia. V optike sa Snellov zákon týka rýchlosti svetla v rôznych prostrediach. Zákon hovorí, že pri prechode svetla cez rôzne materiály (napríklad zo vzduchu na sklo) sa pomer sínusov uhla dopadu (vchodu) a uhla lomu (východu) nemení:

sin θ 1 sin θ 2 = v 1 v 2 = n 2 n 1 {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}} ${\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}$

S každým θ {\displaystyle \theta } $\theta$ ako uhlom meraným od normály hranice, v {\displaystyle v} $v$ ako rýchlosťou svetla v príslušnom prostredí (jednotky SI sú metre za sekundu alebo m/s). n {\displaystyle n} je index lomu prostredia.

Index lomu svetla vo vákuu je 1 a rýchlosť svetla vo vákuu je c {\displaystyle c} $c$ . Keď vlna prechádza materiálom, v ktorom je index lomu n, rýchlosť vlny je c n {\displaystyle {\frac {c}{n}}} ${\frac {c}{n}}$ .

Snellov zákon možno dokázať pomocou Fermatovho princípu. Fermatov princíp hovorí, že svetlo sa pohybuje po dráhe, ktorá trvá najmenej času.

Lom svetla na rozhraní dvoch prostredí s rôznymi indexmi lomu, pričom n2 > n1

Svetelný lúč dopadá na sklenený hranol a láme sa

História

Táto myšlienka má dlhú históriu. Problémom sa zaoberali Hérós Alexandrijský, Ptolemaios, Ibn Sahl a Huygens. Ibn Sahl skutočne objavil zákon lomu. Huygens v Traité de la Lumiere z roku 1678 ukázal, ako sa dá Snellov zákon sínusov vysvetliť alebo odvodiť z vlnovej povahy svetla.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je Snellov zákon lomu?

Odpoveď: Snellov zákon lomu je vedecký zákon o lome svetla alebo iných vĺn. V optike hovorí, že pri prechode svetla cez rôzne materiály sa pomer medzi sínusmi uhlov dopadu a lomu nemení.

Otázka: Ako možno dokázať Snellov zákon?

Odpoveď: Snellov zákon možno dokázať pomocou Fermatovho princípu, ktorý hovorí, že svetlo sa pohybuje po dráhe, ktorá trvá najmenej času.

Otázka: Čo je Fermatov princíp?

Odpoveď: Fermatov princíp hovorí, že svetlo sa pohybuje po dráhe, ktorá trvá najmenej času.

Otázka: Čo sú n a v v Snellovom zákone?

Odpoveď: n je index lomu prostredia a v je rýchlosť svetla v danom prostredí (meraná v metroch za sekundu).

Otázka: Čo predstavuje c v Snellovom zákone?

Odpoveď: c predstavuje rýchlosť svetla vo vákuu, ktoré má index lomu rovný 1.

Otázka: Ako sa vypočíta rýchlosť, keď vlna prechádza materiálom s indexom lomu n?

Odpoveď: Rýchlosť sa stáva c/n, keď vlna prechádza materiálom s indexom lomu n.