lichtafbuiging

Lichtafbuiging is het veranderen van de richting van het licht wanneer het het ene medium binnengaat dat een andere optische dichtheid heeft dan het vorige medium. Dit verschijnsel ontstaat doordat de snelheid van het licht afhangt van het medium waarmee het in contact komt. In het algemeen geldt dat licht sneller is in minder dichte media en langzamer in dichtere media.

De stuurwet die dit verklaart heet Snell’s wet. Deze zegt: n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2), waarbij θ1 de invalshoek ten opzichte van de normaal is en θ2 de brekingshoek in het tweede medium. De factor n is de brekingsindex van het medium (n = c/v, waarbij c de lichtsnelheid in vacuüm is en v de snelheid in het medium). Als het licht van een minder dicht naar een dichter medium gaat (n2 > n1), buigt het richting de normaal; gaat het van dichter naar minder dicht (n2 < n1), dan buigt het weg van de normaal. Bij bepaalde overgangen kan totale interne reflectie voorkomen bij invalshoeken boven een kritieke hoek.

Toepassingen en voorbeelden van lichtafbuiging zijn onder meer het ontstaan van spiegels en lenzen die beelden vormen, brillenglazen die licht bundelen, camera- en microscopen, en prisma’s die wit licht in spectrum kunnen opdelen. In fiberoptische systemen wordt gebruikgemaakt van totale interne reflectie om licht over lange afstanden te geleiden. Verschillende golflengten refractioneren in iets verschillende mate, wat leidt tot dispersion en kleurenscheiding.

Historisch is de wet van refraction in de 17e eeuw geformuleerd door Willebrord Snellius, naar wie Snell’s wet is vernoemd. Tegenwoordig is lichtafbuiging een fundamenteel begrip in optica en wordt het toegepast in vele technologische en wetenschappelijke contexten.