La optička refrakcija To je fenomen koji se javlja kada svjetlost pada koso na površinu razdvajanja dva medija, pa svjetlost mijenja smjer i brzinu. Široko se koristi u optici i fizici, kao i u astronomiji.
Stoga ćemo ovaj članak posvetiti tome da vam kažemo sve što trebate znati o optičkoj refrakciji, njenim karakteristikama i važnosti.
Šta je optička refrakcija
Optička refrakcija se odnosi na prijenos svjetlosnih valova iz jednog materijalnog medija u drugi tokom procesa širenja, a zatim se njihov smjer i brzina odmah mijenjaju. To je proces vezan za refleksiju svjetlosti i može se manifestirati istovremeno.
Svetlost može da putuje u materijalnim medijima kao što su vakuum, voda, vazduh, dijamanti, staklo, kvarc, glicerin i razni prozirni ili prozirni materijali. U svakom mediju, svjetlost putuje različitim brzinama.
Na primjer, svjetlost se lomi kada putuje iz zraka u vodu, pri čemu se ugao i brzina putovanja mijenjaju. Sljedeći elementi učestvuju u bilo kojem fenomenu prelamanja svjetlosti:
- upadna munja: zraka koja dopire do površine između dva medija.
- prelomljena zraka: Zraka svjetlosti koja se savija kada val putuje preko površine.
- normalan: Zamišljena linija okomita na površinu, uspostavljena od tačke gdje se spajaju dvije zrake.
- Upadni ugao: Ugao između upadne zrake i normale.
- ugao prelamanja: Ugao između prelomljenog zraka i normale.
Fenomen optičke refrakcije
Kada svjetlost padne na površinu koja razdvaja dva medija, kao npr zraka i vode, dio upadne svjetlosti se reflektira, dok se drugi dio lomi i prolazi kroz drugu sredinu.
Dok se fenomen refrakcije odnosi prvenstveno na svjetlosne valove, koncepti se primjenjuju na bilo koji val, uključujući zvučne i elektromagnetne valove.
Ispunjeni su zakoni koje je izveo Hajgens koji upravljaju kretanjem svih talasa:
- Upadne, reflektirane i prelomljene zrake leže u istoj ravni.
- Upadni ugao i ugao refleksije su jednaki., shvatajući pod tim uglove formirane upadnom zrakom i reflektovanom zrakom, respektivno, okomito na površinu razdvajanja povučenu u tački upada.
Brzina svjetlosti ovisi o mediju kroz koji putuje, tj pa što je materijal gušći, to je brzina svjetlosti sporija i obrnuto. Dakle, kada svjetlost putuje iz manje guste sredine (vazduh) u gustu sredinu (staklo), svjetlosni zraci se lome blizu normale, tako da će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla.
Slično, ako zrak svjetlosti prijeđe iz gušće sredine u manje gustoću, lomiće se od normale, tako da će upadni ugao biti manji od ugla prelamanja.
Značaj
Već smo spomenuli da je optička refrakcija fizički fenomen koji se javlja kada svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi s različitim gustoćama. Ovaj fenomen je od velikog značaja u našem svakodnevnom životu iu različitim oblastima nauke i tehnologije.
Jedan od najčešćih primjera optičke refrakcije je formiranje duga. Kada sunčeva svjetlost prođe kroz kapljice vode u atmosferi, svjetlost se lomi i raspršuje na različite valne dužine, stvarajući spektar boja koji vidimo u dugi. Ovaj fenomen se također koristi u optici sočiva i u proizvodnji optičkih instrumenata, kao što su sočiva fotoaparata, mikroskopa i teleskopa. Možete saznati više o duginih boja i kako nastaju.
Takođe, optička refrakcija je fundamentalna u korekciji ljudskog vida. Kada svjetlost uđe u naše oko, ona se lomi kroz rožnicu i sočivo i formira sliku na mrežnjači. Ako oko ne lomi svjetlost pravilno, to može uzrokovati probleme s vidom kao što su kratkovidnost, dalekovidnost i astigmatizam. Kontaktna sočiva ispravljaju ove probleme refrakcije i omogućavaju da se svjetlost pravilno lomi u oku. Da biste saznali više o vrstama sočiva, možete pogledati ovaj članak na mikroskopi i njegov odnos sa optikom.
U industriji se optička refrakcija koristi u proizvodnji prozirnih materijala i mjerenju koncentracije otopina. U medicini se optička refrakcija koristi za mjerenje gustine i refrakcije bioloških tkiva, omogućava rano otkrivanje bolesti.
Bez optičke refrakcije, snimanja, korekcije vida, proizvodnje sočiva i drugih optičkih instrumenata, otkrivanja bolesti i mnogih drugih naučnih i tehnoloških napretka koji poboljšavaju kvalitet našeg života ne bi bili mogući.
Primjeri optičke refrakcije
Neki uobičajeni primjeri optičke refrakcije mogu se naći u sljedećim pojavama:
- Kašičica u šoljici: Kada u šolju čaja stavimo kašičicu, vidimo kako se mrvi. To je efekat prelamanja svjetlosti koji proizvodi ovu optičku iluziju. Ista pojava se dešava kada u vodu stavimo olovku ili slamku. Ove zakrivljene iluzije nastaju zbog prelamanja svjetlosti.
- duga: Duge nastaju lomom svjetlosti dok ona prolazi kroz sitne kapljice vode suspendirane u atmosferi. Kako svjetlost ulazi u ovo područje, razbija se i stvara šarene efekte.
- oreol sunca: Ovo je fenomen nalik dugi koji se javlja u određenim dijelovima svijeta ili pod vrlo specifičnim atmosferskim uvjetima. To nastaje kada se čestice leda akumuliraju u troposferi, prelamaju svjetlost i razbijaju je, što omogućava razlikovanje obojenih prstenova oko izvora svjetlosti.
- Svetlost se lomi u dijamantu: Dijamanti takođe lome svetlost, dele je na više boja, kao što se vidi na slici kvaliteta kvarca na način na koji raspršuje svetlost.
- Naočale i lupe: Lupa i sočiva koja koristimo baziraju se na principu prelamanja svjetlosti, jer moraju uhvatiti svjetlost i izobličiti sliku kako bi se mogla protumačiti golim okom.
- sunce u moru: Možemo vidjeti kako sunčeva svjetlost mijenja ugao i brzinu, i raspršuje se dok prelazi preko površine i izlazi na more, što ukazuje na važnost atmosferska refrakcija.
- Svetlost kroz vitraž: Refrakcija svjetlosti se također događa kroz staklo ili kristal, koji filtrira svjetlost i raspršuje je u okolinu.
