Mikä on valon taittuminen?
Valon taittuminen on, kun valoaalto kulkee aineellisesta väliaineesta toiseen levittäessään, minkä jälkeen sen suunta ja nopeus muuttuvat välittömästi. Se on valon heijastumiseen liittyvä prosessi, joka voi ilmetä samanaikaisesti.
Valo voi levitä materiaaleissa, kuten tyhjiössä, vedessä, ilmassa, timantissa, lasissa, kvartsissa, glyserolissa ja kaikenlaisissa läpinäkyvissä tai läpikuultavissa materiaaleissa. Kussakin väliaineessa valo etenee eri nopeudella.
Valon taittuminen tapahtuu, kun se esimerkiksi kulkee ilmasta veteen, jossa sen kulma ja siirtymisnopeus vaihtelevat.
Jokaiseen valon taittumisilmiöön osallistuvat seuraavat elementit:
- salama: valonsäde, joka saavuttaa molempien väliaineiden välisen pinnan;
- taittunut säde: säde, joka taipuu, kun valoaalto kulkee pinnan läpi;
- normaali viiva: kuvitteellinen viiva, joka on kohtisuorassa pintaan nähden, muodostettu pisteestä, jossa molemmat säteet yhtyvät;
- tulokulma: kulma, joka tapahtuu tulevan säteen ja normaalin viivan välillä. Se ilmaistaan symbolilla θ1;
- taittokulma: on kulma, joka tapahtuu taittuneen säteen ja normaaliviivan välillä. Se ilmaistaan symbolilla θ2.
Valon taittuminen
Valon nopeus kussakin väliaineessa ilmoitetaan kutsutulla suuruudella taitekerroin. Näiden materiaalien taitekerroin määritetään laskemalla tyhjön valonopeuden ja kyseisen väliaineen nopeuden suhde. Taitekertoimen laskentakaava on:
Kun tuomme tl kupilliseen teetä, voimme nähdä kuin se olisi jaettu. Se on valon taittumisen vaikutus, joka tuottaa tämän optisen illuusion.
Sama ilmiö tapahtuu, kun laitamme kynän tai oljen veteen. Illuusio on, että nämä ovat taipuneet valon taittumisen vuoksi.
Sateenkaari
Sateenkaari syntyy valon taittumisesta, kun se kulkee pienten vesipisaroiden läpi, jotka ovat suspendoituneet ilmakehään. Valo tunkeutuessaan tälle alueelle hajoaa ja tuottaa värikkään vaikutuksen.
Katso myös: Sateenkaari
Auringonvalo Halos
Se on samanlainen ilmiö kuin sateenkaari ja sitä esiintyy maapallon joissakin osissa tai hyvin erityisissä ilmakehän olosuhteissa. Tämä tapahtuu, kun troposfääriin kerääntyy jäähiukkasia, jotka taittavat valon ja hajottavat sen, mikä tekee mahdolliseksi erottaa värirenkaan valonlähteen ympärillä.
Taittunut valo timantissa
Timantit pystyvät myös taittamaan valoa, hajottamalla sen useisiin väreihin.
Linssit ja suurennuslasit
Sekä suurennuslasit että käyttämäsi linssit perustuvat valon taittumisen periaatteisiin, koska niiden on siepattava valo ja vääristettävä kuvaa, jotta silmä voi tulkita sen.
Auringonvalonsäteet meressä
Voimme nähdä, kuinka auringonvalo muuttaa kulmaansa ja nopeuttaan, ja se hajoaa, kun se tulee mereen pinnan läpi.
Valoa lasimaalauksen läpi
Valon taittuminen tapahtuu myös lasien tai kiteiden läpi, jotka suodattavat valon ja diffundoivat sen ympäristöön.
Valon heijastuminen ja taittuminen
Valon heijastus
Valon heijastuminen ja taittuminen liittyvät toisiinsa, vaikkakin erilaisiin prosesseihin. Valon heijastus koostuu sen pomppimisesta, kun se osuu pintaan tai rajapintaan, joka erottaa kaksi eri väliainetta. Esimerkiksi maiseman heijastus järvessä tai kasvojen peilaus ovat valon heijastumisen ilmiöitä.
Sen sijaan valon taittuminen tapahtuu, kun valo kulkee pinnan läpi, joka erottaa kaksi väliainetta etenemisen jatkamiseksi. Kun valonsäde tunkeutuu toiseen materiaalivälineeseen, se muuttaa kulmaa ja nopeutta.
