Рефракция

Рефракция — оптическое явление, при котором происходит изменение направления световых лучей при переходе из одной среды в другую.

В физической оптике термин «рефракция» (от латинского слова «refractio» — преломление) обозначает изменение направления распространения волн, в том числе световых лучей, при прохождении границы раздела двух сред с различными оптическими свойствами.

Физическая природа явления

Рефракция обусловлена изменением скорости распространения света в различных средах. Согласно закону Снеллиуса, отношение синусов углов падения и преломления равно отношению показателей преломления сред:

Этот закон объясняет, почему предметы в воде кажутся смещенными или искривленными, а также лежит в основе работы линз, призм и других оптических приборов.

Виды рефракции

• Астрономическая рефракция — искажение видимого положения небесных тел вследствие преломления света в атмосфере Земли
• Атмосферная рефракция — изменение направления световых лучей в неоднородной атмосфере с различной плотностью и температурой
• Земная рефракция — преломление световых лучей вблизи поверхности Земли, влияющее на геодезические измерения
• Отрицательная рефракция — особое явление в метаматериалах, при котором свет преломляется в противоположную обычной сторону

Оптические эффекты рефракции

Рефракция света в атмосфере и различных средах создает множество интересных оптических явлений:

• Миражи — оптические иллюзии, возникающие из-за атмосферной рефракции при значительных перепадах температуры воздуха
• Гало — световые кольца вокруг Солнца или Луны, образующиеся при преломлении света в кристаллах льда в атмосфере
• Искажение подводных объектов — предметы под водой кажутся ближе и крупнее из-за преломления света на границе вода-воздух
• Дисперсия света — разложение белого света на спектральные составляющие из-за зависимости показателя преломления от длины волны