Принцип роботи лінзи
Суть роботи цього нехитрого оптичного об’єкта полягає в явищі заломлення сонячних променів. На початку XVII століття знаменитий голландський фізик і астроном Виллеброрд Снелл ван Ройен опублікував закон заломлення, який в даний час носить його прізвище. Формулювання цього закону така: коли сонячне світло переходить через межу розділу двох оптично прозорих середовищ, то добуток синуса кута падіння між променем і нормаллю до поверхні на коефіцієнт заломлення середовища, в якій він поширюється, є величиною постійною.
Для пояснення сказаного наведемо приклад: нехай світло падає на поверхню води, при цьому кут між нормаллю до поверхні і променем дорівнює θ1. Потім, світловий пучок переломлюється і починає своє поширення у воді вже під кутом θ2 до нормалі до поверхні. Згідно із законом Снелла отримаємо: sin(θ1)*n1 = sin(θ2)*n2, тут n1 і n2 – коефіцієнти заломлення повітря і води, відповідно. Що таке коефіцієнт заломлення? Це величина, що показує, у скільки разів швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі більше такої для оптично прозорого середовища, тобто n = c/v, де c і v – швидкості світла у вакуумі і в середовищі, відповідно.
Фізика виникнення заломлення полягає у виконанні принципу Ферма, згідно з яким світ рухається таким чином, щоб за найменший час подолати відстань від однієї точки до іншої в просторі.
