Argiaren izaera ondulatorioa izanik, honek uhinentzat orokorrean ikasitako fenomenoak ere aurkezten ditu, hala nola, islapena, errefrakzioa, polarizazioa eta interferentziak. Argiaren kasurako propietate hauen ondorioak bereziki garrantzitsuak izanik, aztertu ditzagun islapena eta errefrakzio fenomenoak argiarentzat
Argiak izaera ezberdineko bi ingurune garden banatzen dituen gainazalera heltzen denean, zati bat islatu eta beste bat errefraktatu egingo da, jadanik dakigun bezala. Islapen eta errefrakzio fenomenoak aztertzeko, oso baliagarria da argi-izpiak kontsideratzea, argiak jasaten dituen norabide aldaketak erakusten baitizkigute.
Gainera, argiaren errefrakzio fenomenoak aztertzeko oso garrantzitsua da honako puntu hauek kontuan izatea:
- Argiaren abiadura handiagoa da hutsean ingurune materialetan baino.
- Hutsean, argi erradiazioen abiadurak ez du uhin luzeraren menpekotasunik: konstantea da. Hala ere, ingurune materialetan uhin luzeraren menpekotasuna du.
- Argi uhinen maiztasuna hutsean edota ingurune materialetan berdina da, ez ordea uhin-luzera.
Errefrakzio indizea
Argiaren abiadurari dagokionez, ingurune material bakoitzari ERREFRAKZIO-INDIZEA deritzon zenbaki berezia dagokio.
Ingurune batean errefrakzio indize absolutua (n), argiak hutsean duen hedapen abiaduraren (c) eta ingurune horretan duen hedapen abiaduraren arteko erlazioa da.
Abiaduren arteko zatidura denez errefrakzio-indizea dimentsiorik gabeko magnitudea da.
Hutsean errefrakzio-indizea n=1 da, eta airean ere bai, gutxi gorabehera. Beste ingurune materialetan n unitatea baino handiagoa da, c abiadura v abiadura baino handiagoa baita beti.
Errefrakziorako Snell-en bigarren legea ingurune bien errefrakzio indizearen arabera adierazten da:
Errefrakziorako Snellen bigarren legearen arabera:
Goiko adierazpenak ordezkatuz:
Eta ondorioz:
Adierazpen berri honen arabera, ondoko ondorio kualitatiboa finka daiteke: argi izpi bat, errefrakzio-indize baxua duen ingurune batetik errefrakzio-indize altuagoa duen beste batera igarotzen denean, normalera hurbiltzen da. Aldiz, errefrakzio-indize altuagoa duen ingurune batetik errefrakzio-indize baxuagoa duen beste batera igarotzean, normaletik urruntzen da.
Muga angelua eta islapen osoa
Ikus dezagun beste fenomeno interesgarri bat, argia ingurune batetik errefrakzio-indize txikiagoko beste ingurune batera pasatzean gertatzen dena.
Argi-izpia errefrakzio-indize txikiagoko ingurune batera pasatzen denean, normaletik urrunduz errefraktatzen da. Horrela, Snellen legearen arabera, eraso angelua handiagoa egitean, errefrakzio angelua ere handiagoa egingo da.
Eraso angelu jakin baten kasurako (MUGA ANGELUA deitzen zaiona) errefrakzio angelua 90º-koa izango da, errefraktatutako izpia ingurune biak banatzen dituen gainazalaren gainetik irtengo delarik.
Eraso angeluak hori baino handiagoak badira, argi guztia islatu egiten da, hau da, ez da errefrakziorik ematen eta argia ez da ingurune batetik bestera igarotzen ; islatu egiten da bakarrik. Fenomeno honi ISLAPEN OSOA deritzo.
Muga angelua 90º-ko errefrakzio angeluari dagokion eraso angelua izanik, zera beteko da:
Kontutan hartzekoak
Zuntz optikoak
Islapen osoaren fenomenoari esker argia beirazko hagatxo mehe batean zehar gida daiteke (beira-zuntza) ondoz ondoko islapenen bitartez. Era honetan, mutur bat argitzen bada bestea distiratsu agertuko da.
Errealitatean, zuntz sorta oso mehea (mikra batzuetako diametrokoak) erabiltzen da, eta zuntzen bitartez sortaren mutur batetik bestera irudi bat transmititu daiteke. Medikuntzan oso baliagarriak dira gorputzaren barneko organoak behatzeko (endoskopioa) eta baita telefono-sistemetan ere, non kablearen beste muturrean seinale elektriko bihurtzen diren argi-pultsuak bidal daitezkeen.
Zergatik distiratzen dute hainbeste diamanteek?
Diamanteen errefrakzio-indizea oso altua da (n=2,417), honegatik diamante-aire inguruneei dagokien muga-angelua oso txikia da (i=24,4º). Argia diamante batean sartzen denean, errefraktatu ondoren aurkako aurpegiak erasotzean muga-angelua baino handiagoarekin egiteko aukera asko dago. Honela, islapen osoak gerta daitezke eta argia diamante barnetik ateratzen dela dirudi.
Ispilatzeak (“espejismoak”)
Ispilatzea islapen osoaren adibidea da: basamortuko zonaldeetan airea lehorra eta garbia izaten denez eta lurra Eguzkiak berotua egoten denez, lurrarekin ukipenean dauden aire-geruza beroak sortzen dira. Geruza bero hauek hotzek baino errefrakzio-indize baxuagoa dute; hau da, lurrazaletik urrundu ahala errefrakzio-indizea handituz doa.
Honela, argia geruza batetik bestera pasatzen denez, izpiek hainbat errefrakzio jasaten dituzte, eta eraso angelua geroz eta handiagoa denez azkenean islapen osoa gertatzen da. Begiak intuitiboki objektuak argi-izpiak heltzen zaizkion norabide berdinean kokatzen dituenez, kasu honetan objektuak buruz behera ikusiko ditu ispilu batean islatuta egongo balira bezala eta lurrazalean ura dagoen inpresio faltsua bereganatuko du ,eta objektuak, bertan islatzen direla pentsatuko du.
Antzerako fenomenoa poloetako zonaldeetan gertatzen da; airearen beheko geruzak oso hotzak dira -eta beraz errefrakzio-indizea gutxitu egiten da lurretik urrundu ahala- eta errefrakzio eta islapen osoaren fenomenoen eraginez, ustez lainoetatik zehar nabigatzen duten “itsasontzi mamuen” agerpenak “sortzen” dira.
Ariketa Ebaztuak
1.- 
Irudiko objektua 1,4-ko errefrakzio indizea duen beiraz egina da eta airean aurkitzen da. Adierazi ezazu arrazonatuz zein izango den adierazten den izpiaren ibilbidea prismatik irteterakoan (nahikoa da eskema baten bitartez adieraztea). (ebazpena – pdf, 49kb)
2.-Argi-iturri bat igerileku baten ur-gainazalaren azpitik bi metrora aurkitzen da eta ertzetik 1,5 metrora. Igerileku urez guztiz beteta dago.
- Zein angeluaz irtengo da argia uretatik igerilekuaren ertz horretan?
- Zein izango da igerilekuaren itxurazko sakonera kanpoan (eta ertzean) dagoen behatzaile batentzat?
- Marraz bitez argi izpien ibilbideak.
DATUA: Uraren errefrakzio indizea airearekiko: n=1,33 (ebazpena – pdf, 34 kb)
Ariketa Proposatuak
3.- Zenbat desbideratuko da izpia ispilu biak adierazten den bezala biratzen badira?. Irudikatu izpiaren ibilbidea ispiluak biratu ondoren.
4.-Irudiko objektuak 1,4-ko errefrakzio indizea duen beiraz eginak dira eta airean aurkitzen dira. Adierazi ezazu arrazonatuz zeintzuk izango diren adierazten diren izpien ibilbideak prismatik irteterakoan (nahikoa da eskema baten bitartez adieraztea).
5.-Ura (n=1,33) duen ontzi baten gainean olioa (n=1,50) botatzen da. Ontziaren hondoan argi iturri bat dago. Zein ï¡ eraso angelurentzat ez da argia airera pasako?
6.- Urmahel baten hondoan, 1 m-tako sakoneran, norabide guztietan izpiak igortzen dituen puntu argitsua aurkitzen da. Urmahelaren gainazalean, zirkulu argitsua ikusten da, airera igarotzen diren izpi errefraktatuei esker.
- Marraz itzazu, arrazonatuz, argi izpien ibilbideak.
- Kalkulatu zirkulu argitsuaren erradioa
DATUA: uraren errefrakzio indizea=
7.-Airean kokaturiko 8 mm-ko lodiera duen beirazko lamina batek bi aurpegi lau eta paralelo ditu, bere errefrakzio indizea n=1,6-koa izanik. Aurkitu ezazu goiko aurpegian 45º-ko angelu batekin erasotzen duen izpi monokromatiko batentzat:
- Laminaren barneko errefrakzio angeluak eta bigarren aurpegitik irtete angeluaren balioak.
- Lamina zeharkatzerakoan izpiak izan duen alboko desplazamendua.