Oblicz prędkość rozchodzenia się w przezroczystym ośrodku składowej fioletowej i czerwonej światła białego. Przyjmij, że w powietrzu długość fali składowej fioletowej jest równa λf = 410 nm, a składowej czerwonej – λcz = 690 nm (zadanie nawiązujące do pytania za milion złotych zadanego w teleturnieju “Milionerzy”).
Współczynnik załamania, oznaczany małą literą n, to wielkość fizyczna opisująca zdolność przezroczystego ośrodka (np. wody, szkła) do załamywania (odchylania) promieni świetlnych. Współczynnik załamania jest wielkością bezwymiarową, co oznacza, że nie posiada jednostki. Im większa wartość współczynnika załamania n ośrodka tym większe odchylenie wiązki światła od początkowego kierunku jej ruchu.
W tym artykule zajmiemy się uzupełnieniem opisu sytuacji przedstawionej w artykule Odbicie światła. Prawo odbicia światła o zjawisko załamania światła. Ponadto omówimy warunek zachodzenia tego zjawiska oraz podamy i poddamy analizie prawo załamania światła.
Światło słoneczne lub światło żarówki emitowane jest w postaci fal (lub zgodnie z mechaniką kwantową: w postaci fotonów) rozchodzących się we wszystkich możliwych kierunkach w przestrzeni. Czasem jednak, w ramach przybliżenia, światło możemy traktować jako zbiór promieni świetlnych poruszających się po linii prostej. Takie podejście stanowi podstawę optyki geometrycznej, w ramach której dokonamy opisu jednego z fundamentalnych praw optyki – prawa odbicia światła (prawo odbicia jest oczywiście słuszne dla wszystkich fal elektromagnetycznych, jednak w tym artykule skupimy się wyłącznie na widzialnej części promieniowania elektromagnetycznego, którą potocznie nazywamy właśnie światłem).
Światło słoneczne, światło żarówki, fale radiowe, promieniowanie rentgenowskie – to tylko niektóre przykłady tego samego rodzaju fal – fal elektromagnetycznych (zobacz: Fala – definicja. Rodzaje fal). Dla nas szczególnie istotne jest światło emitowane przez Słońce, ponieważ bez niego życie na Ziemi po prostu nie mogłoby istnieć. W tym artykule podamy definicję fali elektromagnetycznej (w skrócie: fali EM), omówimy widmo fal EM oraz wymienimy niektóre źródła tych fal.
Wczesne lata dwudziestego wieku ‘przyniosły’ wiele niesamowitych odkryć fizycznych oraz zapoczątkowały zupełnie nowy rozdział w fizyce nazywany mechaniką kwantową albo teorią kwantów. W 1905 roku Albert Einstein wysunął hipotezę, że światło, czyli fala elektromagnetyczna, składa się z pewnych elementarnych porcji (kwantów), które dziś znamy pod nazwą fotonów (zobacz: Definicja kwantu. Foton i jego energia). Liczne eksperymenty potwierdziły słuszność teorii Einsteina, w związku z czym światło zaczęło być traktowane nie tylko jako fala, ale także jako strumień fotonów (tzw. dualizm korpuskularno-falowy). W 1924 roku francuski fizyk Louis de Broglie wysunął przypuszczenie, że materia (np. elektrony) powinna podobnie jak światło wykazywać zarówno własności cząsteczkowe (korpuskularne), jak i falowe. Czy de Broglie miał rację i fale materii rzeczywiście istnieją? Odpowiedź znajdziesz w dalszej części tego artykułu, do którego przeczytania gorąco Cię zachęcam.