Prisma: terugkaatsing en breking

Als een lichtstraal van de ene naar de andere stof gaat, kan er zowel breking als terugkaatsing optreden.

• Aanwijzingen voor de animatie
  1. Klik en sleep met het rode driehoekje om de richting van de lichtstraal te veranderen.
  2. Klik en sleep met de laserpen om die van plaats te veranderen.
  3. Klik en sleep met een van de hoeken van het prisma om die van vorm te veranderen.
  4. Klik en sleep met het prisma om die van plaats te veranderen.
  5. De relatieve intensiteit van elke lichtstraal is aan de kanten van het venster gegeven.
     Als de intensiteit van de lichtstraal kleiner is dan 0,4% wordt die niet meer weergegeven.
  6. De intensiteit van rood en groen wordt gebruikt om de twee polarisatie richtingen weer te geven.
     Het gele licht (de som van groen en rood licht) is de som van de twee gepolariseerde golven.
  7. Precies op de Brewster's hoek wordt een richting van het gepolariseerde licht gebroken terwijl de andere richting inwendig teruggekaatst wordt.
  8. De brekingsindex van het prisma is 1,5
• Licht heeft verschillende snelheden in verschillende stoffen.
  Daardoor wordt licht als het van medium verandert gebroken of teruggekaatst.
  Bij terugkaatsing geldt dat de hoek van inval gelijk is aan de hoek van terugkaatsing.
  Bij breking geldt de Wet van Snellius:
  
  
  met
  • : de brekingsindex van medium 1
  • : de brekingsindex van medium 2
  • : de hoek van inval
  • : de hoek van breking
• Een gedeelte van de energie wordt teruggekaatst, de rest dringt het nieuwe medium binnen.
  Welk gedeelte teruggekaatst wordt hangt af van de brekingsindex en de hoek van inval.
  Een elektromagnetische golf heeft twee polarisatie richtingen, die staan loodrecht op elkaar en er geldt:
  
  
  De intensiteit I is evenredig met
  
  
  
  De intensiteit van het elektrisch veld verandert als er breking/terugkaatsing optreedt:
  
  
  
  met
  
  en
  

  Dus is de intensiteit van het teruggekaatste licht I' evenredig met
  

  
• Omdat de Wet van Behoud van Energie ook hier geldt, is de intensiteit van het gebroken licht gemakkelijk te bepalen.
  Als het licht loodrecht op het oppervlak terechtkomt is zowel als nul.
  De coëfficiënt is voor beiden gelijk aan
  Voor licht van lucht (n=1.0) naar glas (n=1.5) en het elektrische veld (1.5-1)/(1.5+1)=0.2
  De intensiteit van de teruggekaatste straal van 0,2 ² =0,04 dit is 4% van het oorspronkelijke licht. Dus 96% van het licht zal het glas binnendringen en slechts 4% wordt teruggekaatst.
• Deze animatie gebruikt de bovenstaande vergelijkingen om de relatieve intensiteit van elke lichtstraal te berekenen.