← Laboratorium Fizyka · optyka

Eksperyment · światło

Załamanie światło na granicy ośrodków

Łyżeczka w herbacie wygląda na złamaną, basen wydaje się płytszy, a diament błyszczy. Za wszystkim stoi jedna prosta rzecz: w wodzie i szkle światło zwalnia. Zobacz, dlaczego to wystarczy, by promień skręcił.

Kąt padania

45,0°

← → zmienia kąt o 1°, z Shift o 5°. Możesz też przeciągnąć uchwyt na promieniu.

Ośrodki

n₁
1,00
n₂
1,33

Światło

550 nm
1,0×
Spacja

Nakładki

Jasne pasy to grzbiety fali, ciemne — doliny. Kolor odpowiada wybranej długości fali.

Maszerujący

0,55

Krok po kroku

0%

Złamana łyżeczka

−40°

Przeciągnij oko na rysunku albo użyj ← →.

Płytszy basen

15°

Przeciągnij oko — im bardziej patrzysz z ukosa, tym płytszy wydaje się basen.

Światłowód

25%
10°
rdzeń n = 1,50 · płaszcz n = 1,40

Miraż

55 °C

Efekt jest na rysunku przesadzony, żeby było go dobrze widać.

Czy wiesz, że…?

  • Diament ma n = 2,42 — światło zwalnia w nim do ok. 124 000 km/s. Jego kąt graniczny to zaledwie 24,4°, więc światło wpadające do oszlifowanego kamienia wielokrotnie odbija się w środku, zanim ucieknie. Stąd ten blask.
  • Światło można spowolnić do prędkości samochodu. W 1999 r. zespół Lene Hau z Harvardu przepuścił je przez ultrazimną chmurę atomów sodu i zmierzył ok. 17 m/s, czyli ok. 60 km/h.
  • Światło wybiera drogę najszybszą, nie najkrótszą (zasada Fermata, 1662). Ratownik biegnący do tonącego robi to samo: dłużej biegnie po piasku, krócej płynie — a jego trasa „łamie się” na brzegu zgodnie z prawem Snelliusa.

Wyzwanie

  1. Znajdź kąt graniczny dla przejścia ze szkła do powietrza.Tryb „Fala”: górny ośrodek szkło (1,50), dolny powietrze. Ustaw α z dokładnością do 0,5°.
  2. Kiedy jezioro staje się lustrem? Spraw, by przy przejściu z powietrza do wody odbiło się ponad 50% światła.Tryb „Fala”: patrz na pasek energii.
  3. Zepsuj światłowód. Zegnij go tak mocno, żeby do końca dotarła mniej niż połowa światła.Tryb „W życiu” → „Światłowód”.