Wat is de breking van licht?
De breking van licht is wanneer de lichtgolf van het ene materiële medium naar het andere gaat tijdens de voortplanting, waarna er een onmiddellijke verandering in richting en snelheid is. Het is een proces gerelateerd aan de weerkaatsing van licht en kan zich tegelijkertijd manifesteren.
Licht kan zich voortplanten in materiële media zoals vacuüm, water, lucht, diamant, glas, kwarts, glycerine en allerlei transparante of doorschijnende materialen. In elk medium plant licht zich met een andere snelheid voort.
Er is sprake van breking van licht wanneer het bijvoorbeeld van lucht naar water gaat, waarbij de hoek en de verplaatsingssnelheid variëren.
Bij elk fenomeen van lichtbreking nemen de volgende elementen deel:
- invallende bliksem: lichtstraal die het oppervlak tussen beide media bereikt;
- gebroken straal: straal die wordt afgebogen wanneer de lichtgolf door het oppervlak gaat;
- normale lijn: denkbeeldige lijn loodrecht op het oppervlak, vastgesteld vanaf het punt waar beide stralen samenvallen;
- invalshoek: hoek die optreedt tussen de invallende straal en de normaallijn. Het wordt uitgedrukt met het symbool θ1;
- brekingshoek: is de hoek die optreedt tussen de gebroken straal en de normaallijn. Het wordt uitgedrukt met het symbool θ2.
Breking van licht
De lichtsnelheid in elk medium wordt gegeven door een magnitude genaamd brekingsindex. De brekingsindex van deze materiële media wordt bepaald door de relatie tussen de lichtsnelheid in vacuüm en de snelheid van het betreffende medium te berekenen. De formule om de brekingsindex te berekenen is:
Wanneer we een theelepel in een kopje thee doen, kunnen we zien alsof het verdeeld is. Het is een effect van de breking van licht dat deze optische illusie produceert.
Hetzelfde fenomeen doet zich voor als we een potlood of een rietje in het water steken. De illusie is dat deze worden verbogen door de breking van het licht.
Regenboog
Een regenboog wordt geproduceerd door de breking van licht wanneer het door kleine waterdruppels in de atmosfeer gaat. Het licht, wanneer het dit gebied binnenkomt, ontleedt en genereert het kleurrijke effect.
Zie ook: Regenboog
Zonlicht Halo's
Het is een fenomeen dat lijkt op de regenboog en dat zich in sommige delen van de wereld of in zeer specifieke atmosferische omstandigheden voordoet. Dit gebeurt wanneer ijsdeeltjes zich ophopen in de troposfeer, die het licht breken en ontleden, waardoor het mogelijk wordt om een ring van kleuren rond de lichtbron te onderscheiden.
Gebroken licht in een diamant
Diamanten zijn ook in staat om licht te breken en het op te splitsen in meerdere kleuren.
Lenzen en vergrootglazen
Zowel de vergrootglazen als de lenzen die we gebruiken, zijn gebaseerd op de principes van lichtbreking, omdat ze het licht moeten opvangen en het beeld moeten vervormen zodat het door het oog kan worden geïnterpreteerd.
Zonnestralen in de zee
We kunnen zonlicht van hoek en snelheid zien veranderen, en het verstrooit wanneer het via het oppervlak de zee binnenkomt.
Licht door een glas in lood raam
De breking van licht vindt ook plaats door glazen of kristallen, die het licht filteren en in de omgeving verspreiden.
Reflectie en breking van licht
Weerkaatsing van licht
Reflectie en breking van licht zijn verwante, hoewel verschillende, processen. De reflectie van licht bestaat uit het weerkaatsen ervan wanneer het een oppervlak of interface raakt dat twee verschillende media scheidt. De weerspiegeling van een landschap in een meer of van een gezicht in de spiegel zijn bijvoorbeeld verschijnselen van weerkaatsing van licht.
In plaats daarvan vindt de breking van licht plaats wanneer licht door het oppervlak gaat dat twee media scheidt om zijn voortplanting voort te zetten. Terwijl het door het tweede materiële medium dringt, zal de lichtstraal de hoek en snelheid veranderen.
