شكست نور
هنگامی كه یك شیء مانند یك قاشق یا یك قلم را داخل یك لیوان محتوی آب می‌گذاریم و از بیرون به لیوان نگاه می‌كنیم
قاشق و قلم را شكسته می‌بینیم. همچنین وقتی به آب درون یك استخر نگاه می‌كنیم، عمق استخر كم‌تر از مقدار واقعی آنبه نظر می‌رسد. مشاهده‌ی پدیده‌هایی از این قبیل به سبب پدیده‌ی شكست نوراست
روی یك مقوای گلاسه دایره‌ای رسم می‌كنیم و دو قطر عمود بر هم آن را می‌كشیم. سنجاقی در مركز دایره
و سنجاق دیگری در یك نقطه روی دایره
فرو می‌كنیم، سپس مقدار را طوری داخل آب فرو می‌بریم كه سطح آب بر یكی ازاین قطرها منطبق شود. در این حالت سنجاق دیگری
را آن قدر روی محیط دایره جابه‌جای می‌كنیم تا سه سنجاق روی یك خط راست قرار گیرند‌آن‌گاه مقدار را از آب خارج می‌كنیم. مشاهده می‌شود كه بیرون از آب این سه نقطه روی یك خط راست نیستند و اگر آن‌ها را به هم وصل كنیم یك خط شكسته .به وجود می‌آید
با انجام این آزمایش نتیجه می‌گیریم كه نور هنگام عبور از آب به هوا، مسیر شكسته‌ی
را می‌پیماید، بنابراین هرگاه نور از محیط غلیظ (آب) وارد محیط رقیق (هوا) می‌شود، از خط عمود دور می‌شود
با انجام این آزمایش نتیجه می‌گیریم كه نور هنگام عبور از آب به هوا، مسیر شكسته‌ی
.پرتو نوری كه به طور مایل به سطح جدایی دو محیط شفاف می‌تابد، هنگام عبور از سطح جدایی دو محیط شكسته می‌شود. به این پدیده،شكست نور می‌گوییم
پرتویی كه روی سطح جدایی دو محیط می‌تابد
پرتو تابش و پرتویی كه وارد محیط شفاف دوم می‌شود
، پرتو شكست نامیده می‌شود. زاویه‌ی بین پرتو تابش و خط عمخود بر سطح جدایی دو محیط
، زاویه‌ی تابش و زاویه‌ی بین پرتو شكست و خط عمود
زاویه‌ی شكست نام دارد
هرگاه پرتو نور از محیط رقیق (هوا)وارد محیط غلیظ (آب) شود. به خط عمود نزدیك می‌شود
زاویه‌ی بین امتداد پرتو تابش و پرتو شكست را زاویه‌ی انحراف
می‌گویند
اگر نور از محیط غلیظ وارد محیط رقیق شود، داریم
و اگر نور از محیط رقیق وارد محیط غلیظ شود، داریم
قانون‌های شكست نور
با انجام آزمایش‌های متعدد، اسنل و دكارت، هر یك به طور مستقل به قانون‌هایی دست یافتند كه قانون‌های شكست نور نامیده می‌شوند. این قانون‌ها به صورت زیر بیان می‌شوند
با انجام آزمایش‌های متعدد، اسنل و دكارت، هر یك به طور مستقل به قانون‌هایی دست یافتند كه قانون‌های شكست نور نامیده می‌شوند. این قانون‌ها به صورت زیر بیان می‌شوند
پرتو تابش، خط عمود بر سطح جدایی دو محیط در نقطه‌ی تابش و پرتو شكست در یك صفحه قرار دارند
نسبت سینوس زاویه تابش به سینوس زاویه‌ی شكست مقداری ثابت است
این مقدار ثابت را ضریب شكست محیط دوم نسبت به محیط اول می‌نامند و آن را با نماد
ضریب شكست یك محیط نسبت به خلأ (یا به طور تقریبی هوا) را ضریب شكست مطلق آن محیط می‌گویند، یعنی
اگر محیط اول، محیط غلیظ و محیط دوم، هوا باشد داریم
عمق ظاهری و واقعی
مطابق شكل، سکه‌ای در ته یك ظرف محتوی آب قرار دارد. پرتو نوری كه به طور مایل به سطح جدایی آب و هوا می‌تابد، هنگام عبور از آب شكسته می‌شود
بنابراین وقتی از بالا به سکه نگاه می‌كنیم، آن را كمی بالاتر مشاهده می‌كنیم، علت این پدیده، شكست نور است. رابطه‌ی بین عمق واقعی
، عمق ظاهری
و ضریب شكست‌های دو محیط به صورت زیر است
بنابراین وقتی از بالا به سکه نگاه می‌كنیم، آن را كمی بالاتر مشاهده می‌كنیم، علت این پدیده، شكست نور است. رابطه‌ی بین عمق واقعی
اگر محیط دوم، هوا باشد، یعنی از هوا به داخل محیط شفاف (آب) نگاه كنیم، شیء داخل موحیط شفاف (آب) را نزدیك‌ترمی‌بینیم و رابطه‌ای بین عمق واقعی، عمق ظاهری و ضریب شكست محیط شفاف به صورت زیر است
اما اگر محیط اول، هوا باشد، یعنی از داخل محیط شفاف (آب) به هوا نگاه كنیم، شیء در هوا دورتر دیده می‌شود و رابطه را می‌توانیم به صورت زیربنویسیم
زاویه‌ی حد
با توجه به رابطه‌ی بین ضریب شكست‌های دو محیط با زاویه‌های تابش و شكست داریم
اگر زاویه‌ی حد را با
نشان دهیم، خواهیم داشت
اگر محیط دوم هوا باشد، داریم
مسیر نور در منشور منشور، بخشی از یك محیط شفاف است كه قاعده‌ی آن به شكل‌های متفاوت است. در رایج‌ترین آن‌ها، قاعده به شكل مثلث است. منشور كاربردهای فراوانی دارد. یكی از كاربردهای آن، تغییر مسیر نور است. وقتی نور به منشور می‌تابد، به طور معمول، هنگام ورود نور به آن و هنگام خروج نور از منشور شكست می‌یابد و نور با انحراف نسبت به امتداد اولیه از آن خارج می‌شود پاشیدگی نور در عبور منشور 
هنگامی كه نور سفید را از یك منشور عبور می‌دهیم، چون ضریب شكست منشور برای نورهای با رنگ‌های مختلف متفاوت است، در نتیجه نورهایی با رنگ‌های متفاوت از منشور خارج می‌شوند. تجزیه‌نور به رنگ‌های متفاوت را به وسیله‌ی منشور، پاشیدگی نور می‌نامند در رنگین كمان نیز، نور خورشید در قطره‌های باران معلّق در هوا تجزیه می‌شوند و نور خروجی از این قطره‌ها، به صورت یك طیف رنگی مشاهده می‌شوند. نورهای رنگی حاصل از پاشیدگی نور، در عبور از منشور را طیف آن نور می‌نامند
|
