Lichtbreking
Refractie is de verandering in de richting van een golf, veroorzaakt door de verandering in de snelheid van de golf. Voorbeelden van golven zijn geluidsgolven en lichtgolven. Brekingsbreking wordt het vaakst gezien wanneer een golf van het ene doorzichtige medium naar het andere doorzichtige medium gaat. Verschillende soorten media zijn onder andere lucht en water.
Wanneer een golf van het ene doorzichtige medium naar het andere doorzichtige medium gaat, zal de golf zijn snelheid en richting veranderen. Wanneer bijvoorbeeld een lichte golf door de lucht reist en dan overgaat in water, zal de golf vertragen en van richting veranderen.
Als het licht in een medium gaat dat dichter is, zal de lichtstraal 'buigen' in de richting van het normale. Wanneer het teruggaat in het minder dichte medium (met een lagere brekingsindex), zal het terug buigen door dezelfde hoek als toen het binnenkwam (als het oppervlak bij de uitgang evenwijdig is aan het oppervlak bij de ingang).
Een voorbeeld van hoe breking werkt is het plaatsen van een rietje in een kopje water, met een deel van het rietje in het water. Als je naar een bepaalde hoek kijkt, lijkt het rietje te buigen aan het wateroppervlak. Dit komt door de verandering in de dichtheid van het medium en dus door het buigen van de lichtstralen als ze van de lucht naar het water bewegen.
Een goede en eenvoudige manier om te begrijpen hoe het licht werkt is om het te zien als een auto. Wanneer de auto het grindoppervlak (dit is het medium) onder een hoek raakt, zal de band die hem het eerst raakt, vertragen, waardoor hij in die richting gaat draaien. Als het licht dus een medium aan de rechterkant raakt met een grotere brekingsindex, zal het naar rechts buigen. De hoeveelheid buiging wordt gegeven door de wet van Snell. Lenzen werken door breking.
Wanneer het licht breekt in een prisma, splitst het zich op in kleuren van de regenboog omdat sommige golflengten meer buigen dan andere.
In de optiek is de brekingsindex of brekingsindex n van een stof een dimensieloos getal dat beschrijft hoe licht, of andere straling, door dat medium gaat. Het wordt gedefinieerd als
n = c v , {\frac \frac {mathrm {c} }{v}},} 
waarbij c de lichtsnelheid in het vacuüm is en v de fasesnelheid van het licht in het medium. De wet van Snell gebruikt brekingsindexen om de hoeveelheid breking te berekenen.
Brekingsdiagram
Bij het kijken onder een bepaalde hoek lijkt het stro te buigen, door breking van het licht als het de lucht in gaat.
Een lichtstraal wordt gebroken in een plastic blok.
Vragen en antwoorden
V: Wat is breking?
A: Breking is de verandering in richting van een golf, veroorzaakt door de verandering in de snelheid van de golf. Voorbeelden van golven zijn geluidsgolven en lichtgolven. Breking komt het meest voor wanneer een golf van een transparant medium naar een ander transparant medium gaat.
V: Hoe werkt breking?
A: Wanneer een golf van een transparant medium naar een ander transparant medium gaat, verandert de golf van snelheid en richting. Wanneer een lichtgolf bijvoorbeeld door lucht reist en vervolgens in water terechtkomt, zal de golf vertragen en van richting veranderen. Wanneer het licht door een medium wordt gestuurd, vindt polarisatie van elektronen plaats, waardoor de snelheid van het licht afneemt en de richting van het licht verandert. Als het licht in een medium gaat dat dichter is, zal de lichtstraal naar het normale "buigen". Wanneer het teruggaat in het minder dichte medium (met een lagere brekingsindex), zal het onder dezelfde hoek terugbuigen als toen het binnenkwam (als het oppervlak bij de uitgang evenwijdig is aan het oppervlak bij de ingang).
V: Wat zijn enkele voorbeelden van hoe breking werkt?
A: Een voorbeeld van de werking van breking is het plaatsen van een rietje in een beker water, met een deel van het rietje in het water. Wanneer u onder een bepaalde hoek kijkt, lijkt het rietje te buigen aan het wateroppervlak door het verschil in dichtheid tussen lucht en water, waardoor lichtstralen worden afgebogen wanneer zij van het ene medium naar het andere gaan. Een ander voorbeeld zijn lenzen die werken door breking; wanneer licht in een prisma wordt gebroken, splitst het in kleuren omdat sommige golflengten meer buigen dan andere als gevolg van de verschillende dichtheden tussen de media die voor elke golflengte een andere buiging veroorzaken.
V: Wat is een optische index of brekingsindex?
A: In de optica beschrijft de optische index of brekingsindex n hoe straling zoals licht door een bepaalde stof of materiaal beweegt. Deze kan worden gedefinieerd als n = c/v waarbij c staat voor de snelheid als licht in vacuüm en v voor de fasesnelheid als licht in dat bepaalde materiaal of die bepaalde stof.
V:Welke wet gebruikt optische indexen?
A:De wet van Snell gebruikt optische indexen of indices voor het berekenen van de refactie.
