Один предмет, два направления
Свет от подводной части ложки проходит из воды в воздух и меняет направление. Глаз принимает уже вышедший луч и мысленно продолжает его назад по прямой. Поэтому видимое положение подводной части отличается от настоящего. Ложка не изгибается: меняется маршрут информации о её положении.
Показатель преломления сравнивает скорость света в вакууме со скоростью распространения в среде. На границе сред частота света сохраняется, а длина волны и направление могут измениться. При падении точно по нормали направление не поворачивается, хотя скорость и длина волны меняются.
Геометрия границы
Закон Снеллиуса связывает углы с показателями преломления. Углы отсчитывают от перпендикуляра к границе, а не от самой поверхности. Эта небольшая договорённость важна: без неё можно получить противоположное словесное описание одного и того же поворота.
При переходе из оптически более плотной среды в менее плотную существует критический угол. При большем угле возникает полное внутреннее отражение, если условия модели соблюдены. Такой механизм помогает удерживать свет в оптоволокне, хотя реальный кабель требует контроля многих дополнительных свойств.
Цвета идут чуть по-разному
Показатель преломления обычно зависит от длины волны. Поэтому призма может разделить белый свет на цвета. В радуге преломление сочетается с отражением внутри капель; одна только фраза «капля как призма» не описывает полную геометрию наблюдаемой дуги.
Линзы используют контролируемое изменение направления лучей для формирования изображения. Но идеально тонкая линза и геометрические лучи — тоже приближения. Дифракция, рассеяние и особенности материалов становятся важны, когда требуется высокая точность или размер детали приближается к длине волны.
Откуда это известно
Оригинальное объяснение редакции. Для проверки и дальнейшего чтения: OpenStax · The law of refraction ↗. Внешний источник может быть на английском языке.
Иллюстрация сопровождает тему и не заменяет измерение. Учебные модели используют явно указанные упрощения.
Отметка сохранится только в этом браузере.
