Šviesos lūžimas¶

Kai šviesa pereina iš vienos terpės į kitą, pasikeičia jos greitis, todėl pakinta ir sklidimo kryptis.

Lūžio rodiklis¶

\[ n = \frac{c}{v} \]

čia \(c \approx 3 \cdot 10^{8}\ \text{m/s}\) yra šviesos greitis vakuume, o \(v\) yra šviesos greitis terpėje. Visada \(n \ge 1\).

\[ n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2 \]

Kampai \(\theta_1\) (krintančiojo) ir \(\theta_2\) (lūžusio) matuojami nuo statmens paviršiui, o ne nuo paties paviršiaus.

Kryptis

Pereinant į tankesnę terpę (\(n_2 > n_1\)), spindulys lūžta arčiau statmens. Pereinant į retesnę, toliau nuo statmens.

Kai šviesa sklinda iš tankesnės terpės į retesnę (\(n_1 > n_2\)) ir kritimo kampas viršija ribinį kampą \(\theta_c\), šviesa visiškai atsispindi:

\[ \sin\theta_c = \frac{n_2}{n_1} \]

Šiuo reiškiniu grindžiamas šviesolaidžių veikimas.

Uždavinys

Šviesa krenta iš oro (\(n = 1\)) į stiklą (\(n = 1{,}5\)) \(30^\circ\) kampu. Koks lūžio kampas?

\(\sin\theta_2 = \dfrac{\sin 30^\circ}{1{,}5} = 0{,}333 \Rightarrow \theta_2 \approx 19{,}5^\circ\)

Ribinis kampas išeinant iš stiklo į orą: \(\sin\theta_c = \dfrac{1}{1{,}5} \Rightarrow \theta_c \approx 41{,}8^\circ\)