I co? Nie zdjęcie Ziemi z kosmosu ale
ryb pod wodą? A powierzchnia wody widziana od spodu błyszczy jak tafla lustra?
Wynika to z tzw.
całkowitego wewnętrznego odbicia: promień światła wpadający z powietrza do wody
"załamuje się" - jest jakby wciągany do środka. I na odwrót, promień wychodzący
z wody załamuje się "w kierunku tafli wody". Załamaniem światła rządzi prawo
matematyczne: im większy kąt padania (mierzymy te kąty w stosunku do prostopadłej
do powierzchni), tym i większy kąt załamania, jak na rysunku 1.
Matematycznie
sin(α)/sin(β)=
n2/n1 gdzie
α i
β są kątami w powietrzu i wodzie,
odpowiednio a n1 i
n2 są (jakimiś tam) współczynnikami (tzn. załamania światła)
i wynoszą n1=1 (powietrze) i
n2=1,33.
Załóżmy, że z wody próbuje wyjść promień pod kątem 60°, czyli jakbyśmy patrzyli
wzdłuż powierzchni wody, zob. rysunek 2. W tym przypadku α=60°
(czyli sin(α)=√3/2) ,
n1=1.33 a
n2=1. Weź kalkulator i
policz, ile powinien wynosić sin(β).
sin(α)/sin(β)=
n2/n1=1/1,33
skąd sin(β)=√3/2*1,33=1,15
Prawda, że nie istnieje
matematycznie taki kąt, że jego sinus jest większy od "1"?
Fizycznie oznacza to, że istnieje pewien graniczny kąt, przy którym wychodzący promień zaczyna się ślizgać po powierzchni wody, zob. rys. 2. Przy dalszym zwiększaniu kąta padania promień nie wychodzi z wody, ale się całkowicie odbija od powierzchni rozgraniczającej woda / powietrze, jak od lustra, zob. rys. 3
Kto nie lubi matematyki, niech policzy
ile jest na tym zdjęciu ryb (chociaż i to też matematyka)...
