lichtebreking

Lichtebreking is het buigen van het pad van licht wanneer het een grens passeert tussen twee media met verschillende optische dichtheden. Het buiggedrag ontstaat doordat de snelheid van licht verschilt per medium; licht gaat sneller in minder dichte media en langzamer in dichtere media. De verandering in richting bij de grens wordt beschreven door de wet van Snellius, die het verband aangeeft tussen invalshoek, brekingshoek en de optische eigenschappen van de media.

Volgens de wet van Snellius geldt n1 sin θ1 = n2 sin θ2, waarbij θ1 de invalshoek ten opzichte van de normaal is en θ2 de brekingshoek. De refractieve index n van een medium is de verhouding van de lichtsnelheid in vacuüm tot de snelheid in dat medium. Doordat n groter is dan 1, vertraagt licht als het van een minder dicht medium naar een dichter medium gaat, en zoekt het pad richting de normaal aan te passen. Wanneer licht van dichter naar minder dicht gaat, kan bij een voldoende grote invalshoek total internal reflection optreden, waarbij geen breking plaatsvindt en het licht volledig wordt teruggekaatst.

Dispersion is een belangrijk fenomeen van lichtebreking: de refractieve index varieert met de golflengte van het licht, waardoor verschillende kleuren onder verschillende hoeken breken. Dit verklaart onder meer waarom een prisma wit licht in een spectrum kan splitsen en waarom regenbogen ontstaan.

Toepassingen van lichtebreking zijn onder meer aanwezig in brillen en lenzen voor correctie van beeld, camera-optiek, en in glasvezeltechnologie voor communicatie. Historisch gezien zijn de waarnemingen van breking en Snellius’ wet fundamenten in de optica; het begrip heeft zich ontwikkeld vanaf middeleeuwse werken en werd in de 17e eeuw mathematisch vastgelegd.