Wstęp

Zdjęcie zostało wykonane pod wodą. Przedstawia pływaczkę odbijającą się nogami od ściany basenu, aby wykonać nawrót. W powierzchni wody powyżej odbija się odwrócony obraz pływaczki i dna basenu. Widać także rozmazany obraz brzegu basenu nad powierzchnią wody.

Ilustracja 1.1 Na zdjęciach przedstawione są dwie własności światła. Obserwowany obraz pływaczki powstał wskutek zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia od powierzchni wody. Na zdjęciu z prawej widoczne jest zjawisko polaryzacji światła, które wykorzystuje się do badania odkształceń i naprężeń występujących na przykład w szklanych przedmiotach. Źródło ilustracji po lewej stronie: „jayhem”/Flickr, źródło ilustracji po prawej stronie: „Mike”/Flickr

Treść rozdziału

1.1 Rozchodzenie się światła

1.2 Prawo odbicia

1.3 Załamanie

1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie

1.5 Rozszczepienie

1.6 Zasada Huygensa

1.7 Polaryzacja

Zwykle rozważania dotyczące światła wiążą się z dwoma podstawowymi pytaniami: (1) jaka jest natura światła i (2) jak światło zachowuje się w różnych warunkach. Odpowiedzi na te pytania można znaleźć w równaniach Maxwella (rozdział Fale elektromagnetyczne), które przewidują istnienie fal elektromagnetycznych i ich zachowanie. Światło widzialne obejmuje pewien zakres fal elektromagnetycznych, do których zaliczamy również fale radiowe i podczerwone, promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie. Co ciekawe, nie wszystkie zjawiska związane ze światłem dają się wytłumaczyć na gruncie teorii Maxwella. Doświadczenia wykonane na początku XX wieku dowodzą korpuskularnych (podobnych do cząstek) właściwości światła. Idea, że światło może posiadać obie właściwości – falową i korpuskularną – nazywana jest dualizmem korpuskularno-falowym i omawiamy ją w rozdziale Fotony i fale materii.

W tej części omówione zostaną podstawowe właściwości światła. W następnych podrozdziałach wyjaśnimy, jak zachowuje się światło, kiedy napotka na swojej drodze różne elementy optyczne, np. zwierciadła, soczewki czy szczeliny.