Преломление света

Законы преломления света следует учитывать при построении изображений прозрачных объектов.

Модель идеального преломления. Согласно этой модели луч отклоняется на границе двух сред, причем падающий луч, преломленный луч и нормаль лежат в одной плоскости (в этой же плоскости лежит и зеркально отраженный луч).

Обозначим угол между падающим лучом и нормалью как a₁, а угол между нормалью и преломленным лучом как a₂. Для этих углов известен закон Снеллиуса, согласно которому

n₁sin α₁ = n₂ sin α₂

где n₁ и n₂ — абсолютные показатели преломления соответствующих сред.

 

 

Рис. 8.11. Преломление луча и преломление в треугольной призме

На рис. 8.11 изображен пример отклонения луча при пре­ломлении. В данном случае границей раздела сред служат две параллельные плоскости (например, при прохождении луча через толстое стекло). Очевидно, что угол a₁ равняется углу a₄, а угол a₂ равняется углу a₃. Другими словами, после про­хождения сквозь стекло луч будет параллельно смещен. Это смещение зависит от толщины стекла и соотношения показа­телей преломление сред. Возможно, это простейший пример преломления. Вы, наверное, уже наблюдали и более сложные объекты, например, треугольную призму. Для нее границами сред являются непараллельные плоскости. Про­зрачные объекты могут иметь и криволинейные поверхности (например, линзы в разнообразных оптических приборах).

Принято считать, что для вакуума абсолютный показатель преломления равняется единице. Для воздуха он составляет 1.00029, для воды — 1.33, для стекла разных сортов: 1.52 (лег­кий крон), 1.65 (тяжелый крон). Показатель преломления зависит от состояния вещества, например, от температуры. На практике обычно используют отношение показателей прелом­ления двух сред (n1/п2), которое называют относительным показателем преломления.

Кроме идеального преломления, в компъютерной графике используется диффузное преломление.Соответственно этой модели, падающий луч преломляется во все стороны. Примером может служить молочное стекло, обледеневшее стекло.