قانون اسنل چیست؟
قانون اسنل، در اپتیک، رابطه ای بین مسیر طی شده توسط یک پرتو نور در عبور از مرز یا سطح جدایی بین دو ماده در تماس و ضریب شکست هر یک را شامل می شود.برای مطالعه کامل مقاله با مجله علمی آندرومدامگ همراه باشید.
این قانون در سال 1621 توسط ستاره شناس و ریاضیدان هلندی ویلبرورد اسنل (که اسنلیوس نیز نامیده می شود) کشف شد. شرح قانون اسنل تا زمان ذکر آن توسط کریستیان هویگنس در رساله نور منتشر نشد. در شکل، n1 و n2 نشان دهنده شاخص های شکست برای دو محیط هستند و α1 و α2 زوایای فرود و شکستی هستند که پرتو R با خط معمولی (عمود) NN در مرز ایجاد می کند. قانون اسنل بیان می کند که n1/n2 = sin α2/sin α1.
از آنجایی که نسبت n1/n2 برای هر طول موج معینی از نور ثابت است، نسبت دو سینوس نیز برای هر زاویه ثابت است. بنابراین، هنگامی که پرتو به ماده ای با ضریب شکست بالاتر از چیزی که از آن خارج می شود وارد می شود، مسیر یک پرتو نور به سمت حالت عادی خم می شود. و چون مسیر پرتوی نور برگشت پذیر است، هنگام ورود به ماده ای با ضریب شکست پایین تر، پرتو از حالت عادی خم می شود.
از آنجایی که نسبت n1/n2 برای هر طول موج معینی از نور ثابت است، نسبت دو سینوس نیز برای هر زاویه ثابت است. بنابراین، هنگامی که پرتو به ماده ای با ضریب شکست بالاتر از چیزی که از آن خارج می شود وارد می شود، مسیر یک پرتو نور به سمت حالت عادی خم می شود. و چون مسیر پرتوی نور برگشت پذیر است، هنگام ورود به ماده ای با ضریب شکست پایین تر، پرتو از حالت عادی خم می شود.
دلیل شکست نور هنگام رفتن از یک محیط به محیط دیگر در شکل نشان داده شده است. طبق اصل هویگنز، هر نقطه در جبهه موجی نور منبع موجک های جدید است. یک پرتو موازی، متشکل از سه پرتو R1، R2 و R3، بر روی یک صفحه مرزی AF برخورد می کند که دو رسانه شاخص n1 و n2 را از هم جدا می کند، و دارای یک جبهه موج صفحه ABC است. در این مثال، سرعت نور در محیط اول بیشتر از محیط دوم است (n1 کمتر از n2 است). در نتیجه، طبق اصل هویگنز، شعاع موجک ها در محیط اول بزرگتر از شعاع در محیط دوم است. تا زمانی که یک نقطه C در جبهه موج ABC از C به F در صفحه جابجا شود، نقطه A از جبهه موج فقط فاصله AD را در محیط دوم جابجا کرده است. صفحه DEF مماس بر موجک های جدید جبهه موج جدید را نشان می دهد و خطوط عمود بر آن مسیرهایی را که پرتوها در محیط دوم طی می کنند نشان می دهد.