Преломле́ние (рефра́кция) — изменение направления луча (волны), возникающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит или в одной среде, но с меняющимися свойствами, в которой скорость рас волны неодинакова.
Феномен преломления объясняется законами сохранения энергии и сохранения импульса. При изменении передающей среды изменяется скорость волны, а её частота остаётся такой же. Преломление света через стекло или воду — наиболее и очевидный пример искажения луча, но законы преломления действительны для любых волн, — электромагнитных, акустических и даже морских. В общем случае закон преломления описывается «Законом Снеллиуса».
Термины «рефракция» и «преломление» взаимозаменяеми; традиционно, термин «рефракция» чаще употребляется для описания излучения в средах, показатель преломления в которых от точки к точке меняется плавно (траектория луча имеет вид плавно искривляющейся линии), в то время как термин «преломление» чаще используется для описания резкого изменения траектории луча на границе сред из-за высокой разницы в их показателях преломления. Действует при этом один и тот же закон — зависимость скорости волны от показателя преломления конкретной передающей среды.
Иногда специфика передающей среды или источника излучения требует выделить исследования конкретно этой рефракции в особый раздел. Так, рефракцию человеческого глаза изучает офтальмология, в то время как рефракцию звука в воде изучает гидроакустика, рефракцию небесных светил — астрономия и так далее.
Изучение законов преломления имеет фундаментальное значение для науки и техники. Их применение в разных областях знаний позволяет создавать точные оптические приборы (телескопы, микроскопы, фотоаппараты, кинокамеры, очки, контактные линзы и т. п.), исследовать химическую структуру соединений и определять состав химических смесей, получать точные геодезические и астрономические координаты, создавать оптимальные системы связи и многое другое.
В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приёмника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчёта (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Если скорость системы источника относительно системы приёмника составляет v (в случае метагалактического красного смещения v — это лучевая скорость), то
z = \sqrt{ \frac{c + v}{c - v} }- 1
(c — скорость света в вакууме) и по наблюдаемому красному смещению легко определить лучевую скорость источника:
v = c\cdot\frac{(1+z)^{2} - 1}{(1+z)^{2} + 1}
Из этого уравнения следует, что при z —>∞ скорость v приближается к скорости света, оставаясь всегда меньше её (v < с). При скорости v, намного меньшей скорости света (v << с), формула упрощается: v \approx cz. Закон Хаббла в этом случае записывается в форме v = cz = Hr (r — расстояние, Н — постоянная Хаббла). Для определения расстояний до внегалактических объектов по этой формуле нужно знать численное значение постоянной Хаббла Н. Знание этой постоянной очень важно и для космологии: с ней связан так называвемый возраст Вселенной.
Следует отметить, что в космологии красное смещение интерпретируется не как результат действительного существования скорости удалённой галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчёта, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.
Преломле́ние (рефра́кция) — изменение направления луча (волны), возникающее на границе двух сред, через которые этот луч проходит или в одной среде, но с меняющимися свойствами, в которой скорость рас волны неодинакова.
Феномен преломления объясняется законами сохранения энергии и сохранения импульса. При изменении передающей среды изменяется скорость волны, а её частота остаётся такой же. Преломление света через стекло или воду — наиболее и очевидный пример искажения луча, но законы преломления действительны для любых волн, — электромагнитных, акустических и даже морских. В общем случае закон преломления описывается «Законом Снеллиуса».
Термины «рефракция» и «преломление» взаимозаменяеми; традиционно, термин «рефракция» чаще употребляется для описания излучения в средах, показатель преломления в которых от точки к точке меняется плавно (траектория луча имеет вид плавно искривляющейся линии), в то время как термин «преломление» чаще используется для описания резкого изменения траектории луча на границе сред из-за высокой разницы в их показателях преломления. Действует при этом один и тот же закон — зависимость скорости волны от показателя преломления конкретной передающей среды.
Иногда специфика передающей среды или источника излучения требует выделить исследования конкретно этой рефракции в особый раздел. Так, рефракцию человеческого глаза изучает офтальмология, в то время как рефракцию звука в воде изучает гидроакустика, рефракцию небесных светил — астрономия и так далее.
Изучение законов преломления имеет фундаментальное значение для науки и техники. Их применение в разных областях знаний позволяет создавать точные оптические приборы (телескопы, микроскопы, фотоаппараты, кинокамеры, очки, контактные линзы и т. п.), исследовать химическую структуру соединений и определять состав химических смесей, получать точные геодезические и астрономические координаты, создавать оптимальные системы связи и многое другое.
В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приёмника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчёта (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Если скорость системы источника относительно системы приёмника составляет v (в случае метагалактического красного смещения v — это лучевая скорость), то
z = \sqrt{ \frac{c + v}{c - v} }- 1
(c — скорость света в вакууме) и по наблюдаемому красному смещению легко определить лучевую скорость источника:
v = c\cdot\frac{(1+z)^{2} - 1}{(1+z)^{2} + 1}
Из этого уравнения следует, что при z —>∞ скорость v приближается к скорости света, оставаясь всегда меньше её (v < с). При скорости v, намного меньшей скорости света (v << с), формула упрощается: v \approx cz. Закон Хаббла в этом случае записывается в форме v = cz = Hr (r — расстояние, Н — постоянная Хаббла). Для определения расстояний до внегалактических объектов по этой формуле нужно знать численное значение постоянной Хаббла Н. Знание этой постоянной очень важно и для космологии: с ней связан так называвемый возраст Вселенной.
Следует отметить, что в космологии красное смещение интерпретируется не как результат действительного существования скорости удалённой галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчёта, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.
Объяснение: