Gaismas laušanu mēs varam novērot, kad skatāmies uz ķermeni vienlaicīgi caur divām vidēm, kurām ir atšķirīgs optiskais blīvums - piemēram, gaisu un ūdeni. Izskatās, ka ķermenis "salūzt" uz vielu robežvirsmas kā to var redzēt attēlā.
Kad mūsu acis uztver no ūdens lauztos starus, tad mūsu smadzenes iegūto informāciju apstrādā tā, ka mēs redzam ilūziju - "deformētus" priekšmetus.
Arī fotoaparāts uztver "deformētu" attēlu. Abi attēli parāda, ka baseins, kura dziļums ir \(2,5\) \(m\), izskatās seklāks nekā patiesībā ir. Otrā bildē var redzēt - jo slīpāk mēs skatāmies, jo seklāks baseins mums šķiet, lai gan patiesībā dziļums visur ir vienāds - \(2,5\) \(m\).
Gaismas laušanu novēro tādēļ, ka gaisma dažādās vielās izplatās ar atšķirīgu ātrumu. Jo optiski blīvāka vide, jo mazāks gaismas izplatīšanās ātrums un gaismas stars vairāk tiek lauzts.
Gaismas ātrums dažādās vidēs. Skat. tabulu.
|
Viela
|
Gaismas ātrums km/s
|
| Tukšums (vakuums) |
\(300 000\)
|
| Gaiss |
\(299 912\)
|
| Ūdens |
\(226 000\)
|
| Stikls |
ap \(200 000\)
|
| Dimants (briljants) |
\(124 000\)
|
- krišanas leņķis, (gamma) - laušanas leņķis.
No zīmējuma var secināt, ka vide \(B\) ir blīvāka par vidi \(A\).
Lauztās gaismas stars, perpendikuls pret robežvirsmu un krītošais gaismas stars atrodas vienā plaknē. Krišanas un laušanas leņķi mēra attiecībā pret perpendikulu.
To, cik reizes gaisma izplatās lēnāk kādā noteiktā vielā nekā vakuumā, parāda gaismas laušanas koeficients \(n\). Gaismas laušanas koeficients \(n\) ir gaismas ātrumu attiecība vakuumā un kādā citā vielā.
Vislielākais gaismas laušanas koeficients ir dimantam. Tas arī ir iemesls, kāpēc dārgakmeņi tik skaisti mirgo. Gaisma tajos tiek stipri lauzta un vairākas reizes atstarojas no slīpēta dārgakmeņa skaldnēm, kamēr tiek laukā.
Piemērs:
Piemērā redzams, cik stipri lauž staru, tam no gaisa pārejot dimantā.
Gaismas laušanas dēļ gaismas stars maina savu sākotnējo virzienu. Gaismas laušanas koeficients katrai videi nosaka, cik ļoti gaisma novirzīsies no sava sākotnējā virziena. Jo lielāka ir gaismas laušanas koeficientu attiecība, jo vairāk gaisma novirzās no sākotnējā virziena.
Tabulā doto dažu vielu laušanas koeficienti.
|
Viela
|
Gaismas laušanas
koeficients, \(n\)
|
|
Vakuums
|
\(1\)
|
|
Ūdens
|
\(1,33\)
|
|
Stikls
|
\(1,46\) - \(1,74\)
|
|
Dimants
|
\(2,42\)
|
Izmēģini pHet Kolorado universitātes izstrādāto simulācijas spēli Gaismas laušana.
Atsauce:
http://phet.colorado.edu/en/simulation/bending-light