refraktiovoimasta

Refraktiovoima on termi, jota käytetään kuvaamaan voimaa, joka liittyy valon refraaktioon eli siihen, miten valon kulkusuunta ja -nopeus muuttuvat kahden eri refraktiokertoimen omaavan aineen rajapinnalla. Kun valon momentti siirtyy yhdestä媒materialiin toiseen, tapahtuu momentumin uusjako, josta seuraa voimaa sekä kappaleeseen että sen ympäristöön. Termiä käytetään pääasiassa suomalaisessa opetustekstikirjallisuudessa ja populaarissa selityksessä, eikä sitä voi pitää vakiintuneena erillisenä ilmiönä samalla tavalla kuin yleisiä optisia voimia.

Fysiikan taustaa. Valon momentum ja sen muutos rajapinnassa liittyy sekä Fresnelin koeffisientteihin että siihen, miten sähkö- ja magneettikenttäsiirtää momenttia aineelle. Siirtymä n1 → n2 voi antaa tälle rajapinnalle pienen, mutta mitattavissa olevan voiman. Refraktiovoima liittyy läheisesti suureen kokonaisuuteen, johon kuuluvat myös muut optiset voimat, kuten säteilypaine ja gradienttivoima, mutta se korostaa erityisesti momentin siirtymää refraktiomuutoksen seurauksena.

Laskenta ja ilmiön käsittely. Tarkat arvot lasketaan käyttämällä elektromagneettisen kentän momentumvirtoja ja rajapintojen sähkömagneto- ja Fresnel-yhtälöitä. Käytännössä refraktiovoima voidaan nähdä osana yleisiä optisen voiman ilmiöitä, ja sen suuruus riippuu tulokulmasta, aineiden refraktiokerroinasteista sekä valon tehon ja taustahäviöiden arvoista.

Sovellukset ja rajoitteet. Konseptia käytetään enimmäkseen koulutuksellisissa yhteyksissä havainnollistamaan momentum-siirtoa valon ja aineen välillä. Käytännön teknisissä sovelluksissa suurempi huomio kiinnittyy yleisiin optisiin voimiin, kuten optiseen trapaukseen ja säteilypaineeseen, joissa refraaktio on osa kokonaismomentin muutosta. Termi ei ole yhtä vakiintunut kuin näiden ilmiöiden tutkimuskäytännöt.