Sláma se zdá být rozbitá, kvůli lomu světla, jak se vynořuje do vzduchu.
Refrakce je změna směru vlny v důsledku změny její rychlosti. Nejčastěji je pozorována, když vlna prochází z jednoho média do druhého. Nejčastěji je pozorován příklad lomu světla, ale jakýkoliv typ vlny se může lámat, když interaguje s médiem, například když zvukové vlny přecházejí z jednoho média do druhého nebo když se vodní vlny pohybují do vody jiné hloubky.
V optice dochází k lomu, když se světelné vlny pohybují od média s daným indexem lomu k médiu s jiným. Na hranici mezi médiem se mění fázová rychlost vlny, mění směr a její vlnová délka se zvyšuje nebo snižuje, ale její frekvence zůstává konstantní. Například světelný paprsek se láme, když vstupuje a opouští sklo; pochopení tohoto konceptu vedlo k vynálezu čoček a refrakčního dalekohledu.
Refrakce světelných vln ve vodě. Tmavý obdélník představuje skutečnou pozici tužky sedící v misce s vodou. Světelný obdélník představuje zdánlivou pozici tužky. Všimněte si, že konec (X) vypadá, jako by byl v (Y), což je pozice, která je podstatně mělčí než (X).
Fotografie lomu vln ve zvlněné nádrži
Při pohledu do misky s vodou lze pozorovat lom. Vzduch má index lomu okolo 1,0003 a voda má index lomu okolo 1,33. Pokud se člověk dívá na přímý předmět, jako je tužka nebo stéblo, které je umístěno šikmo, částečně ve vodě, zdá se, že se předmět ohýbá na vodní hladině. Je to způsobeno ohýbáním světelných paprsků, které se pohybují z vody do vzduchu. Jakmile paprsky dosáhnou oka, oko je sleduje zpět jako přímé čáry (čáry zorného pole). Čáry zorného pole (znázorněné jako čárkované čáry) se protínají ve vyšší poloze, než odkud pocházejí skutečné paprsky. To způsobuje, že se tužka zdá být vyšší a voda se zdá být mělčí, než ve skutečnosti je. Hloubka, kterou se voda zdá být při pohledu shora, je známá jako zdánlivá hloubka. To je důležitá úvaha pro lov oštěpem z hladiny, protože to způsobí, že cílová ryba bude vypadat, že je na jiném místě, a rybář musí mířit níže, aby rybu chytil.
Diagram lomu vodních vln
Na diagramu vpravo je znázorněn příklad lomu ve vodních vlnách. Vlnky se pohybují zleva a procházejí přes mělčí oblast skloněnou pod úhlem k vlnolamu. Vlny se v mělčí vodě pohybují pomaleji, takže se vlnová délka snižuje a vlna se ohýbá na hranici. Tečkovaná čára představuje normál k hranici. Přerušovaná čára představuje původní směr vln. Tento jev vysvětluje, proč vlny na pobřeží nikdy nenarazí na pobřeží pod úhlem. Ať už se vlny pohybují v hluboké vodě jakýmkoli směrem, vždy se lámou směrem k normálu, když vstupují do mělčí vody poblíž pláže.
Refrakce je také zodpovědná za duhy a za rozdělení bílého světla do duhového spektra při průchodu skleněným hranolem. Sklo má vyšší index lomu než vzduch a různé frekvence pohybu světla při různých rychlostech (rozptyl), což způsobuje jejich lom v různých úhlech, takže je můžete vidět. Různé frekvence odpovídají různým pozorovaným barvám.
I když lom umožňuje krásné jevy, jako jsou duhy, může také vyvolat zvláštní optické jevy, jako jsou přeludy a Fata Morgana. Ty jsou způsobeny změnou indexu lomu vzduchu s teplotou.
Refrakce v plexisklovém (akrylovém) bloku.
Snellův zákon se používá pro výpočet míry lomu světla při cestování z jednoho média do druhého.
V poslední době byly vytvořeny některé metamateriály, které mají záporný index lomu.
S metamateriály můžeme také získat celkový refrakční jev, když se spojí vlnové impedance obou médií. Neexistuje žádná odražená vlna.
Vzhledem k tomu, že lom může způsobit, že se objekty zdají být blíže, než ve skutečnosti jsou, je také zodpovědný za to, že voda může objekty zvětšovat. Za prvé, když světlo vstupuje do kapky vody, zpomaluje se. Pokud vodní hladina není rovná, pak se světlo ohne do nové dráhy. Tento kulatý tvar ohýbá světlo směrem ven a jak se šíří, obraz, který vidíte, se zvětšuje.
Užitečnou analogií při vysvětlování lomu světla by bylo představit si pochodující kapelu, jak pochoduje z chodníku (rychlé médium) do bahna (pomalejší médium) Pochodující na straně, která vede do bahna jako první, zpomalí jako první. To způsobí, že se celá kapela mírně natočí k normálu (udělá menší úhel od normálu).
V medicíně, zejména v oftalmologii a optometrii, je refrakce (také známá jako refraktometrie) klinický test, při kterém se používá fosfor k určení refrakční chyby oka a nejlepší korektivní čočky, které mají být předepsány. Je předložena řada zkušebních čoček s odstupňovanými optickými silami nebo ohniskovými vzdálenostmi, aby se určilo, které poskytují nejostřejší a nejjasnější vidění.
V podvodní akustice je lom ohýbání nebo zakřivení zvukového paprsku, které má za následek, že paprsek prochází gradientem rychlosti zvuku z oblasti o jedné rychlosti zvuku do oblasti o jiné rychlosti. Množství ohýbání paprsku je závislé na velikosti rozdílu mezi rychlostmi zvuku, tedy na změně teploty, slanosti a tlaku vody.
Podobné akustické účinky se vyskytují také v zemské atmosféře.