Перший закон заломлення
Його також можна назвати законом трьох прямих в одній площині. Припустимо, є промінь світла A, який падає на поверхню розділу двох прозорих матеріалів. В точці O промінь заломлюється і починає рухатися вздовж прямої B, яка не є продовженням A. Якщо відновити в точку O перпендикуляр N до площини розділу, тоді 1-й закон для явища заломлення можна сформулювати так: падаючий промінь A, нормаль N і переломлений промінь B лежать в одній площині, яка перпендикулярна до площини розділу середовищ.
Цей простий закон не є очевидним. Його формулювання – це результат узагальнення експериментальних даних. Математично його можна вивести, якщо використовувати так званий принцип Ферма або принцип найменшого часу.
Другий закон заломлення
Від шкільних вчителів фізики часто школярі отримують таке завдання: “Сформулюйте закони заломлення світла”. Один з них ми розглянули, перейдемо тепер до другого.
Позначимо кут між променем і перпендикуляром N як θ1, кут між променем B і N назвемо θ2. Також врахуємо, що швидкість променя A в середовищі 1 дорівнює v1, швидкість променя B в середовищі 2 дорівнює v2. Тепер можна привести математичну формулювання 2-го закону для розглянутого явища:
sin(θ1)/v1 = sin(θ2)/v2.
Ця формула була отримана голландцем Снеллом на початку XVII століття і зараз носить його прізвище.
З виразу випливає важливий висновок: чим більше швидкість поширення світла в середовищі, тим далі від нормалі буде знаходитися промінь (синус кута більше).
