מהו שבירת האור?
שבירת האור היא כאשר גל האור עובר ממדיום חומרי אחד למשנהו בעת התפשטותו, ולאחריו חל שינוי מיידי בכיוונו ובמהירותו. זהו תהליך הקשור להחזרת האור ויכול לבוא לידי ביטוי בו זמנית.
אור יכול להתפשט בתקשורת חומרית כמו ואקום, מים, אוויר, יהלום, זכוכית, קוורץ, גליצרין וכל מיני חומרים שקופים או שקופים. בכל מדיום האור מתפשט במהירות שונה.
יש שבירת אור כאשר, למשל, הוא עובר מאוויר למים, בו זווית ומהירות התזוזה שלו משתנה.
בכל תופעה של שבירת אור משתתפים האלמנטים הבאים:
- אירוע ברק: קרן אור המגיעה לפני השטח בין שני המדיה;
- קרן שבורה: קרן המוסטה כאשר גל האור עובר דרך פני השטח;
- שורה נורמלית: קו דמיוני בניצב לפני השטח, שנקבע מהנקודה בה שתי הקרניים חופפות;
- זָוִית פְּגִיעָה: זווית המתרחשת בין קרן האירוע לקו הרגיל. זה מתבטא בסמל θ1;
- זווית שבירה: היא הזווית המתרחשת בין הקרן השבורה לקו הרגיל. זה מתבטא בסמל the2.
שבירת אור
מהירות האור בכל מדיום ניתנת בעוצמה הנקראת מדד שבירה. אינדקס השבירה של אמצעי החומר הללו נקבע על ידי חישוב הקשר בין מהירות האור בוואקום לבין מהירות המדיום המדובר. הנוסחה לחישוב מדד השבירה היא:
כאשר אנו מכניסים כפית לכוס תה, אנו יכולים לראות כאילו היא מחולקת. זוהי השפעה של שבירת האור שמייצרת אשליה אופטית זו.
אותה תופעה מתרחשת כאשר אנו מכניסים עיפרון או קש למים. האשליה היא שאלו מכופפים עקב שבירת האור.
קשת בענן
קשת מיוצרת על ידי שבירת האור כאשר היא עוברת דרך טיפות מים קטנות התלויות באטמוספירה. האור כשנכנס לאזור זה מתפרק ויוצר את האפקט הצבעוני.
ראה גם: קשת
הילות אור השמש
זו תופעה הדומה לקשת וקורה בחלקים מסוימים של העולם או בתנאי אטמוספירה ספציפיים מאוד. זה קורה כאשר חלקיקי קרח מצטברים בטרופוספירה, השוברים את האור ומתפרקים אותו, מה שמאפשר להבחין בטבעת צבעים סביב מקור האור.
אור שבור ביהלום
יהלומים מסוגלים גם לשבור אור, לפרק אותו למספר צבעים.
עדשות ומשקפי הגדלה
גם משקפי ההגדלה וגם העדשות בהן אנו משתמשים מבוססים על עקרונות שבירת האור מכיוון שהם חייבים ללכוד את האור ולעוות את התמונה כך שניתן יהיה לפרש אותה בעין.
קרני אור שמש בים
אנו יכולים לראות אור שמש משנה את זוויתו ומהירותו, והוא מתפזר כאשר הוא נכנס לים דרך פני השטח.
אור דרך חלון ויטראז '
שבירת האור מתרחשת גם דרך משקפיים או גבישים, המסננים את האור ומפזרים אותו לסביבה.
השתקפות ושבירת אור
השתקפות האור
השתקפות ושבירה של אור קשורים, אם כי שונים, לתהליכים. השתקפות האור מורכבת מקפצתה כאשר היא פוגעת במשטח או בממשק המפריד בין שני מדיות שונות. למשל, השתקפות של נוף באגם או של פנים במראה הן תופעות של השתקפות אור.
במקום זאת, שבירת האור מתרחשת כאשר האור עובר דרך השטח המפריד בין שני אמצעים להמשך התפשטותו. כאשר הוא חודר למדיום החומר השני, קרן האור תשנה את הזווית והמהירות.
