Taittumisessa

Taittumisessa tarkoitetaan väliaineen rajalla tapahtuvaa aaltojen, yleensä valon, taiteutumista. Kun valo siirtyy yhdestä aineesta toiseen, sen nopeus muuttuu ja kulkusuunta muuttaa suuntaansa. Tämä ilmiö on erityisen havaittavissa esimerkiksi siirryttäessä ilmasta lasiin tai ilmasta veteen.

Taiteutuminen voidaan kuvata Snellin lain avulla. Merkitään kulma normaalin suhteen: theta1 on tulokulma ja theta2 taitekulma, sekä n1 ja n2 ovat aineiden taitekerrointoja. Sillä tavoin n1 sin theta1 = n2 sin theta2. Taitekerroin kertoo, kuinka paljon valo taipuu: suurempi n merkitsee suurempaa taipumaa. Eri aineilla on erilaiset taitekerroimet, mikä selittää esimerkiksi erilaisten materiaalien läpinäkyvyyden ja värien erottuvuuden.

Yleisimmät esimerkit ovat valon kulku lasin läpi, prisman ja linssien toiminta sekä ilmiöt kuten tähden sijainnin poikkeamat näkyvässä taivaalla ja mirage-kadut. Taitekerroimet ovat tärkeitä arvoja: ilman taitekerrointa noin 1.0003, veden noin 1.333 ja tavallinen lasi noin 1.5.

Taittuminen ei rajoitu valoon; ääniaallotkin taipuvat, kun ne siirtyvät eri tiheyksisiä alueita vastaan. Taittuminen on keskeinen tekijä optisissa laitteissa ja järjestelmissä: linssit, kamerat, silmälasit sekä kuituoptiikka hyödyntävät taittumisen periaatteita.

Kriittinen kulma voi johtaa total internal reflectioon, jolloin taittuminen muuttuu kokonaan heijastukseksi, eikä valo pääse toisesta aineesta toiseen. Tämä ilmiö on hyödyllinen kuituoptiikassa ja optisessa suunnittelussa. Taittumisen tutkimus ja sovellukset ovat keskeisiä sekä perusopetuksessa että teknisessä kehityksessä.