Natančno Lomljenje

TEORIJA:

 

1. metoda: Lom svetlobe:

 

Vsako valovanje in tako tudi svetloba kot vrsta elektromagnetnega valovanja, se med prehodom iz ene snovi v drugo v splošnem lomi (smer širjenja se spremeni).

 

 

Recimo, da svetlobni žarek vpada iz snovi z lomnim količnikom na ravno mejno ploskev z drugo snovjo, ki ima lomni količnik . Vpadni kot žarka je merjen glede na pravokotnico na mejno ploskev. Na meji med sredstvama se majhen del žarka odbije pod enakim kotom (glede na pravokotnico), večji del žarka pa preide v drugo snov, v kateri se širi pod kotom β (prav tako glede na pravokotnico). Vpadni kot in lomni kot β sta povezana z lomnim zakonom:

 

 

Žarek se na meji lomi tako, da je produkt lomnega količnika in sinusa žarka glede na pravokotnico na obeh straneh meje enak.

 

Če žarek prehaja v snov z večjim lomnim količnikom (>), to je, če prehaja v optično gostejšo snov, se lomi k vpadni pravokotnici. Lomni kot je manjši od vpadnega. Če pa žarek prehaja v optično redkejšo snov (>), pa se lomi proč od pravokotnice.

 

 

 

2. metoda: Totalni (popolni) odboj svetlobe:

 

Kot je že zgoraj omenjeno, se svetlobni žarek pri prehodu iz optično gostejše snovi v optično redkejšo snov lomi proč od vpadne pravokotnice, lomni kot β je večji od vpadnega kota . Če se vpadni kot poveča, se poveča tudi lomni kot. Pri = se lomni kot β poveča na 90°, kar pomeni, da se žarek lomi ravno vzdolž mejne ploskve. Če je vpadni kot le malo večji od , žarek ne more preiti v drugo snov, pač pa se na mejni ploskvi totalno (popolno) odbije, tako da je odbojni kot enak vpadnemu. Mejni vpadni kot =, pri katerem se žarek lomi vzdolž meje, se imenuje kot totalnega odboja; odvisen je od lomnih količnikov in na obeh straneh meje.

 

Izračunamo ga iz lomnega zakona za = in β = 90°:

 

 

 

 

 

Totalni odboj svetlobe izkoriščamo predvsem pri optičnih oz. svetlobnih vodnikih. To so tanka steklena vlakna (silikatno steklo), obdana s prozorno plastično prevleko, katere lomni količnik je manjši od lomnega količnika steklenega vlakna.

 

 

3. metoda: Lom skozi zelo tanko plast kapljevine

 

V tem primeru smo ponovno nameravali izkoristiti lastnost svetlobe, da svetloba pri prehodu iz enega sredstva v drugo spremeni smer širjenja. Do rezultata smo tokrat želeli priti tako, da bi merili horizontalen premik svetlobnega žarka. Velja namreč, da se vpadni kot žarka po lomu na obeh mejnih ploskvah ohranja, pride do premika v horizontalni smeri.

 

 

 

 

 

Matematični opis pojava:

 

 

 

Ko izrazimo n, dobimo:

 

 

 

 

Povečano:

 

 

Poznamo x in kot γ za katerega velja: γ =90° - . V enačbo za lomni količnik moramo vstaviti d, torej ga izrazimo:

 

 

 

Ko vstavimo γ, dobimo:

 

 

 

Vstavimo v enačbo za lomni količnik in dobimo:

 

 

 

Na vrh