Заломлення і закон повного відбивання світла
Під заломленням світла розуміють зміну напрямку його поширення при переході через границю середовищ, що мають різні оптичні властивості. Зокрема швидкість поширення світла в різних прозорих середовищах відрізняється, і вона завжди менше швидкості світла у вакуумі.
Для опису явища заломлення світла вводять показник заломлення середовища n, який дорівнює відношенню швидкостей світла у вакуумі та середовищі, тобто n = c/v. Закон заломлення світла математично виражається наступним чином: sin(θпад.)/sin(θпрел.) = n2/n1 = v1/v2, тут θпад. – кут між падаючим променем і нормаллю до поверхні, θпрел. – кут між заломленим променем і нормаллю до поверхні, n1, v1 і n2, v2 – показник заломлення і швидкість поширення світла для першої середовища і для другої середовища відповідно.
Як було вище сказано, коли світло проходить через межу двох прозорих середовищ, існує відбитий і переломлений промені. Якщо θпрел.= 90°, то переломлений промінь буде йти паралельно поверхні, іншими словами, він не буде спостерігатися. Така ситуація можлива за умови, що кут θпад. більше деякого критичного кута θкр., а n1 > n2. Критичний кут визначається так: θкр. = arcsin(n2/n1). Всякий промінь світла, який падає на цю поверхню під кутом більшим, ніж θкр., випробовує повне відображення.
