Argiaren islapena eta transmisioa

Uhin batek bi ingurune ezberdinen arteko banaketa gainazal baten gainean erasotzen duenean, bere energiaren zati bat bigarren ingurunera transmititzen da intzidentearen antzeko ezaugarriak dituen uhin transmititu eran. Energia intzidentearen beste zati bat gainazala jo eta atzerantz hedatzen da, lehenengo bitartekora, uhin islatu bat eratuz. Oszilazio-perturbazioen islapen eta transmisio fenomeno hori komuna da uhin mekanikoetan eta argian, baita uhin elektromagnetikoetan ere.

Uhin intzidente, transmititu eta islatuaren frekuentziak berdinak dira. Ordea, transmititutako uhinaren l_T luzera eta uhin intzidentearena l_I ezberdinak dira bakoitzari dagozkien errefrakzio indizeen araberako erlazioan.

Bigarren ingurunera transmititzen den argi energia-sortaren frakzioa banaketa gainazalaren, gainazal horren gaineko erasoaren norabidearen, sortari lotutako eremu elektrikoaren eta bi inguruneen errefrakzio-indizeen araberakoa da. Horrela, airetik beirara igarotzean, energia intzidentearen %96 inguru transmititzen da. Bigarren inguruneak banaketa gainazal landu eta islatzailea duenean, ordea, (ispilu bat, esaterako) energia guztia islatzen da eta ez dago transmisiorik ia.

Islapenaren legeak

Bi inguruneren arteko banaketa gainazaleko uhinen islapen fenomenoaren ikerketa sinplifikatuan oinarrizko bi lege hauek zehaztu daitezke:

1. Uhin intzidentearen izpi bakoitza eta islatutako uhinari dagokion izpia plano berean daude. Plano hori bi inguruneak bereizten dituen banaketa gainazalarekiko perpendikularra da intzidentzia puntuan.
2. Izpi intzidenteak eta islatutako izpiak mugarekiko zuzen perpendikularrarekin osatzen duten angelua berdina da. Angelu horiek, intzidentzia angelua eta islapen angelua izenaz ezagutzen ditugu, hurrenez hurren. Hau da:
   

Argiaren errefrakzioa

Argi izpiek bi inguruneen arteko banaketa gainazal bat zeharkatzean sortzen duten flexioari errefrakzioa deritzo. Termino sinpleetan esateko, errefrakzioaren fenomenoa bi lege nagusik gidatzen dute:

1. Uhin intzidentearen izpi bakoitzak eta errefraktatutako uhinari dagokion izpiak inguruneen arteko banaketa intzidentzia puntuan gainazalarekiko perpendikularra den planoa osatzen dute.
2. Errefraktatutako izpiak izpi normalarekin osatzen duen angelua errefrakzio angelua da. Angelu hori intzidentzia angeluarekin erlazionatuta dago Snellen legea deritzan formula baten bidez. Formula horri bere aurkitzaileak eman zion izena, Willebrord Snell (1580-1626) fisikari nederlandarrak. Matematikoki emanda, lege horrek ondokoa adierazten du:
   

Guztizko islapena eta mugako angelua

Snell legetik ondorioztatzen denez, argi-sorta bat ingurune batetik bestera igarotzen denean, izpi normalera gerturatuko da bigarren ingurunearen errefrakzio indizea lehenengoarena baino handiagoa bada, eta izpi normaletik urrunduko da bigarren ingurunearen errefrakzio indizea lehenengoarena baino txikiagoa bada. Hortaz, n1 > n2 bada, intzidentzia angelua modu mailakatuan handitu daiteke 90 º graduko angelua lortu arte. Orduan, Snellen legea honela adieraz daiteke:

a_L intzidentzia angelua da, kasu honetan mugako angelua deiturikoa. Angelu horrentzat errefrakzio angelua 90 º gradukoa da. Mugako angeluaren gainetik, argi-sorta intzidentearen energia guztia guztizko islapena deritzan fenomeno batean islatzen da. Efektu hori gailu praktiko askotan baliatzen da, hala nola, prismatiko binokularretan. Baina batez ere, oso erabilia da zuntz optikoan.

Argiaren dispertsioa

Emandako ingurune batean argiaren abiadura uhinaren luzeraren araberakoa da. Hortaz, banaketa gainazal batean intzidentzia angelu berarekin erasotzean, uhin bakoitzaren luzerarentzat (eta ondorioz, kolorea zehazten duen frekuentzia bakoitzarentzat) ezberdina den errefrakzio angelu batekin errefraktatzen da. Horrela, argi zuri-sorta batek banaketa gainazal baten gainean erasotzea lortzen bada, argiaren kolore bakoitza angelu desberdinekin errefraktatzen da, ortzadarraren efektu bat osatzeko. Fenomeno horri argiaren dispertsioa deritzo.