ไม้ก้านที่ดูเหมือนหักไปเมื่อจุ่มลงในถ้วยน้ำ: เปิดประตูสู่โลกของแสง
เมื่อคุณใส่ไม้ก้านตรงๆ เข้าไปในแก้วน้ำอย่างเอียง มันจะดูเหมือนหักที่ผิวน้ำอย่างน่าแปลกใจ นี่ไม่ใช่เวทมนตร์ แต่เป็นเพราะแสงเปลี่ยนทิศทางอย่างงดงามเมื่อเคลื่อนผ่านเส้นแบ่งระหว่างสื่อสองชนิด
เมื่อแสงเดินทางจากสื่อที่ 1 เข้าสู่พื้นที่แบ่งแยกกับสื่อที่ 2พลังงานจะถูกกระจายอย่างน่าสนใจ:แสงบางส่วนจะกลับไปยังสื่อที่ 1 ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนของแสงและอีกส่วนหนึ่งของแสงจะเข้าสู่สื่อที่ 2 ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการหักเหของแสง។
หลักฐานของแสงเรขาคณิต: กฎการหักเห
- มุมตกกระทบและมุมหักเห:มุมระหว่างแสงตกกระทบกับเส้นปกติ ซึ่งมีค่า $\theta_1$ เรียกว่ามุมตกกระทบและมุมระหว่างแสงหักเหกับเส้นปกติ ซึ่งมีค่า $\theta_2$ เรียกว่ามุมหักเห។
- กฎการหักเห (กฎของสเนล): แสงหักเห แสงตกกระทบ และเส้นปกติอยู่ในระนาบเดียวกัน แสงหักเหและแสงตกกระทบอยู่คนละด้านของเส้นปกติ; ไซน์ของมุมตกกระทบและไซน์ของมุมหักเหมีสัดส่วนกัน
- สูตรหลัก: $$\frac{\sin \theta_1}{\sin \theta_2} = n_{12}$$
- ความสามารถในการกลับเส้นทางของแสง: โปรดจำไว้ว่าในปรากฏการณ์การหักเห แสงสามารถเดินทางกลับได้ตามเส้นทางเดิมนั่นหมายความว่า หากแสงเดินทางจากสื่อที่ 2 กลับมาในทิศทางตรงข้ามกับแสงหักเหเดิม มันจะเดินทางกลับตามเส้นทางเดิมของแสงตกกระทบ