Snellův zákon
Snellův zákon lomu je vědecký zákon o lomu světla nebo jiného vlnění. V optice se Snellův zákon týká rychlosti světla v různých prostředích. Zákon říká, že při průchodu světla různými materiály (například ze vzduchu do skla) se poměr sinusů úhlu dopadu (vchodu) a úhlu lomu (východu) nemění:
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}}}}
S každým θ {\displaystyle \theta } jako úhel měřený od normály hranice, v {\displaystyle v} jako rychlost světla v příslušném prostředí (jednotky SI jsou metry za sekundu nebo m/s). n {\displaystyle n} je index lomu prostředí.
Index lomu ve vakuu je 1 a rychlost světla ve vakuu je c {\displaystyle c} . Když vlna prochází materiálem, kde je index lomu n, rychlost vlny je c n {\displaystyle {\frac {c}{n}}}. .
Snellův zákon lze dokázat pomocí Fermatova principu. Fermatův princip říká, že světlo se pohybuje po dráze, která trvá nejkratší dobu.
Lom světla na rozhraní dvou prostředí s různými indexy lomu, přičemž n2 > n1
Světelný paprsek dopadá na skleněný hranol a láme se.
Historie
Tato myšlenka má dlouhou historii. Problémem se zabývali Hérós Alexandrijský, Ptolemaios, Ibn Sahl a Huygens. Ibn Sahl skutečně objevil zákon lomu. Huygens ve své knize Traité de la Lumiere z roku 1678 ukázal, jak lze Snellův sinusový zákon vysvětlit nebo odvodit z vlnové povahy světla.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to Snellův zákon lomu?
A: Snellův zákon lomu je vědecký zákon o lomu světla nebo jiného vlnění. V optice říká, že při průchodu světla různými materiály se poměr sinusů úhlů dopadu a lomu nemění.
Otázka: Jak lze Snellův zákon dokázat?
Odpověď: Snellův zákon lze dokázat pomocí Fermatova principu, který říká, že světlo se šíří po dráze, která trvá nejkratší dobu.
Otázka: Co je Fermatův princip?
Odpověď: Fermatův princip říká, že světlo se pohybuje po dráze, která trvá nejkratší dobu.
Otázka: Co jsou n a v ve Snellově zákoně?
Odpověď: n je index lomu prostředí a v je rychlost světla v daném prostředí (měřená v metrech za sekundu).
Otázka: Co představuje c ve Snellově zákoně?
Odpověď: c představuje rychlost světla ve vakuu, které má index lomu rovný 1.
Otázka: Jak se vypočítá rychlost, když vlna prochází materiálem s indexem lomu n?
Odpověď: Když vlna prochází materiálem s indexem lomu n, rychlost se rovná c/n.