انكسار

تعريف:
الظاهرة التي تغير فيها شعاع الضوء اتجاهه عندما يسافر من وسيط إلى آخر.

الشكل 1: الانكسار في واجهة اثنين من الوسائط.
عندما يدخل الضوء (مثل شعاع الليزر) وسيطًا متساويًا شفافًا آخر ، سيتغير اتجاه انتشاره (انظر الشكل 1). وتسمى هذه الظاهرة الانكسار. ويرجع ذلك إلى أنه عند الحدود بين الوسائط ، يحتاج الضوء الحادث والضوء المنقول إلى تلبية ظروف الحدود.
المكونات الملموسة لمتجه الموجة متساوية، وإلا فإن فرق المرحلة بين الموجتين على الحدود مرتبط بموقفهما، وستكون الجبهة الموجية غير مستمرة. بسبب حقيقة أن حجم متجه الموجة مرتبط بمؤشر الانكسار للموسط ، لن يتم تلبية الظروف الحدودية إلا في اتجاهات انتشار معينة. الاستثناء هو في حالة حدوث طبيعي، حيث لا يكون لمتجه الموجة مكون في الواجهة.  
بناء على المناقشة المذكورة أعلاه، يمكن الحصول على قانون سنول:

  

حيث n1 و n2 هي مؤشرات الانكسار لوسيطتين. ومن الواضح أن الوسائط ذات مؤشر الانكسار المنخفض تتوافق مع زاوية أكبر بين شعاع الضوء والعادي.  
الشكل 2 هو مخطط ديناميكي لظاهرة الانكسار. ويمكن أن نرى أن الطول الموجي في الوسط على اليمين أقصر (بسبب سرعة الضوء أبطأ) ، ومؤشر الانكسار في الوسط على اليمين أعلى. ولم تتغير الجبهة الموجية في الواجهة ، غير الاتجاه فقط. ويرجع ذلك إلى تغيير في زاوية النقل.  

الشكل 2: مخطط ديناميكي لظاهرة الانكسار. يتم تمثيل الجبهة الموجية بخطوط رمادية (يمكن التقاط الصور الثابتة فقط هنا). يأتي التغيير في اتجاه الجبهة الموجية من انخفاض سرعة الضوء في الوسط على الجانب الأيمن.  

تفسير إضافي
إذا كان الضوء الحادث يأتي من وسيطة ذات مؤشر انكسار عالي وزاوية حادث كبيرة نسبيا، فليس كل زوايا الخروج تلبي قانون سنول، لأن القيمة القصوى للسينوس لزاوية الخروج هي 1. في هذه الحالة ، من المستحيل الحصول على الضوء المنقول ويحدث انعكاس كامل.  
في وسائط غير متماثلة، يرتبط مؤشر الانكسار باتجاه استقطاب الضوء. لذلك ، ترتبط زاوية الانكسار أيضًا بالاستقطاب.  
غالبا ما يواجه الانكسار في مجالات البصريات الأساسية والضوئية:

1. يستخدم الانكسار بشكل شائع في معظم العدسات البصرية.  
2. عند فصل مكونات الطول الموجي المختلفة في منظور، من الضروري استخدام تأثيرات الانكسار التي تعتمد على الطول الموجي.  
3. باستخدام المواد المزدوجة، يمكن الحصول على الزوايا التي تعتمد على الاستقطاب. يستخدم هذا في بعض المستقطبات.  
4. في بعض الأحيان من الضروري استخدام القوى البصرية المتعلقة بتحرك الشعاع الناجم عن الانكسار.  

المواد الوصفية الفوتونية مع مؤشر الانكسار السلبي سوف تنتج آثار انكسار سلبية غير عادية. في هذه النقطة ، يقع الضوء المكسور والضوء الحادث على نفس الجانب الطبيعي.