Переломлення світла можна спостерігати в повсякденному житті. Для цього достатньо опустити ложку в прозору склянку з водою. Частина ложки, яка знаходиться у воді, візуально буде трохи зміщена.
Закон заломлення світла
Цей простий закон проходять у шкільному курсі фізики. Його суть в тому, що світло, переходячи з одного середовища в інше, змінює свій напрямок. Він діє для всіх без винятку середовищ.
Один з фундаментальних законів фізики свідчить, що швидкість світла у вакуумі дорівнює 300000 км/с. Яка ця швидкість в інших речовинах? Вона буде трохи меншою, але порядок залишиться таким же. У будь-якому середовищі світло рухається по найкоротшій прямолінійній траєкторії. Якщо швидкість стала меншою, то промінь, при переході з одного середовища в інше, обов 'язково змінить свій напрямок.
Закон переломлення звучить так: відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є постійна величина для двох певних середовищ. Ця величина називається відносним показником заломлення (або показником заломлення другого середовища відносно першого). Падаючий, відображений промінь, а також перпендикуляр, відновлений в точці падіння, лежать в одній площині. Кути падіння і заломлення можуть бути рівними, якщо світло падає на межу розділу під прямим кутом. В інших випадках вони відрізняються. Кут падіння буде більшим за кут заломлення, якщо світло переходить з менш щільного середовища в більш щільне. Абсолютним показником заломлення називається ставлення швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в даному середовищі. Середовище, у якого цей показник менший, вважається менш щільним. Повітря має найменшу оптичну щільність, близьку до щільності вакууму.
Подвійне промінь
Якщо промінь світла потрапляє в певне середовище, він може випробувати подвійне променепреломління. Подібним середовищем є два кристали ірландського шпата, що мають вигляд трикутної призми з прямим кутом. Вони склеєні по гіпотенузі за допомогою канадського бальзаму. Промінь, потрапляючи в таке середовище, поділяється на два промені, які називаються звичайним і незвичайним. Подвійне променепреломління пояснюється неоднорідністю (анізотропністю середовища). Вся справа в діелектричній проникності кристала, значення якого можуть відрізнятися в залежності від напрямку. В основі подвійного променепреломлення лежить інше явище - поляризація світла. Незвичайний промінь виявляється поляризованим, тобто коливання світлового вектора (вектора електричного поля), будуть орієнтованими в строго визначеному напрямку. Звичайний промінь не поляризований і зазвичай спрямований уздовж оптичної вісі кристала.