Jak brzmi prawo odbicia i załamania światła?

Światło to osobliwe zjawisko, które pod wieloma względami wymyka się fizyce spod kontroli. Z drugiej jednak strony znamy jego niektóre właściwości i zjawiska z nim związane. Prawo odbicia i załamania światła jest jednym z nich. Na czym ono polega?

Czym jest światło?

Światło to strumień fotonów, które przebywa – zgodnie z zasadą Fermata – taką drogę, aby wykorzystać do tego celu minimum lub maksimum czasu. Zgodnie z tą zasadą pracuje światłowód, który jest ośrodkiem pokonywanym przez sygnał optyczny o określonych parametrach.

Pomijając zagadnienia związane z zaawansowaną fizyką, można dojść do wniosku, że światło zawsze odbija się od ośrodka, na które pada. Efektem tego zjawiska jest m.in. to, że widzimy przedmioty w określonych barwach. Jednocześnie trzeba podkreślić, że jeśli promień światła pada na wybraną powierzchnię pod odpowiednim kątem, to jego kąt odbicia jest dokładnie taki sam. I tak właśnie brzmi prawo odbicia światła.

Załamanie światła, czyli czym jesrprawo Snelliusa?

Dlaczego światłowody są nośnikiem informacji optycznej? Prawo Snelliusa brzmi: „Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest równy stosunkowi bezwzględnego współczynnika załamania drugiego ośrodka względem pierwszego.”. Jeśli zatem światło przechodzi z ośrodka o określonym współczynniku załamania do ośrodka, w którym ten współczynnik jest inny, następuje jego załamanie. Zjawisko to zachodzi w światłowodach, w których mamy do czynienia z rdzeniem i płaszczem. Są to dwa ośrodki o zupełnie innym współczynniku załamania. Oznacza to, że strumień fotonów przenika jedynie przez rdzeń i odbija się od wewnętrznej powierzchni płaszcza. Poniżej kilka przykładów ośrodków wraz z podanymi dla nich współczynnikami załamania światła:

• Próżnia 1,

• Powietrze (warunki normalne) 1,00029,

• Woda 1,333,

• Benzen 1,504,

• Zwykłe szkło 1,516,

• Kwarc topiony 1,458.

Prawo załamania światła w praktyce

Prawo załamania światła jest podstawą techniki światłowodowej, która wykorzystuje optykę do przesyłu danych na bardzo duże odległości. Więcej informacji na temat tego, czym jest przewód optyczny, jak wygląda spawanie światłowodów, a także jak działa osprzęt do pracy ze światłowodami można zaczerpnąć ze strony https://www.teleoptics.com.pl/. Strona oferuje również możliwość zakupu profesjonalnego sprzętu światłowodowego marki Fujikura.

Reasumując, za transmisją sygnału optycznego wewnątrz światłowodu odpowiadają zjawiska fizyczne, które tak naprawdę wszyscy dobrze znamy. I właśnie dlatego stale rozwijająca się technika optyczna jest tak pasjonująca.

Materiał zewnętrzny