Snellovo právo
Snellovo právo je jednoduchý recept spočítal lom světla když cestuje mezi dvěma středy se lišit index lomu. Pojmenovaný pro jeho objevitele, holandský matematik Willebrord dodávka Roijen Snell (1580-1626).
V diagramu nahoře, dva prostředky indexů lomu n1 (nalevo) a n2 (napravo) se setkat v povrchu nebo propojit (svislou linku). n2 > n1, a světlo má pomaleji fázová rychlost uvnitř druhého média.
Světelný paprsek PO v leftmost médium udeří rozhraní na místě O. Od bodu O, my projektujeme rovnou čáru u pravých úhlů k řadě rozhraní; toto je znáno jak normální k povrchu (horizontální linka). Úhel mezi normální a světelný paprsek PO je známý jako úhel dopadua théta;1.
Paprsek pokračuje přes rozhraní do středu napravo; toto je ukazováno jako paprsek OQ. Úhel se kterým je dělá k normální je znán jako úhel lomua théta;2.
Snellovo právo dává vztah mezi úhly a thétou;1 a a théta;2:
- n1 hřešit (a théta;1) = n2 hřešit (a théta;2).
Nahoře je také platný pro světlo běžný od hustý k méně hustému médiu; symetrie Snellova práva ukáže, že stejné raypaths jsou použitelné v opačném směru.
Kvalitativní pravidlo pro určení směru lomu je že paprsek v hustším médiu je vždy blíže k normální. Šikovný způsob, jak si pamatovat, že toto má si představit paprsek jak automobilové překročení hranice mezi asfaltem (méně husté médium) a bláto (hustější médium). Se spoléhat na úhel, jeden levé kolo nebo pravé kolo auta přejdou do nového média nejprve, působit auto k odchýlení.
Když přejde z hustý k méně hustému médiu (tj. n1>n2), to je snadno potvrdil to nahoře rovnice má žádné řešení když a théta;1 překročí hodnotu známý jak :
- a théta;crit = arcsin ( n2 / n1) .
Snellovo právo může být odvozeno z Fermat principu, který říká, že světlo cestuje po cestě, která bere nejméně času. Tím, že vezme derivát optické optické délky pevný bod se nalézá dávat cestu vzatou světlem. V klasické analogii Feynman, oblast nižšího indexu lomu je nahrazená pláží, oblastí vyššího indexu lomu po moři a nejrychlejší cestou pro zachránce na pláži dostat se do topící se osoba v moři má běžet podél cesty, která drží se Snellova zákona.
Viz též Fresnel rovnice.