חוק סנל

חוק סנל מתאר שבירה של קרני אור כשעוברות מתווך אחד לאחר, כלומר כאשר מהירות האור שונה בין התווכים. החוק נקרא על שם וילברורד סנל (1621), אך נוסח דומה נמצא בכתבי איבן סאל מ־984, ודקארט ניסח אותו מחדש באמצעות סינוס בספרו משנת 1637.

הנוסחה המרכזית היא: n2·sinθ2 = n1·sinθ1. n1 ו־n2 הם מקדמי השבירה, מספרים שמאפיינים כל תווך ומשקפים את יחס מהירות האור בו. θ1 היא זווית הפגיעה ו־θ2 היא זווית השבירה. הזוויות נמדדות מהאנך (קו מאונך) למשטח המפגש בין התווכים.

דוגמה פשוטה: אם קרן נכנסת מהאוויר (מקדם שבירה בערך 1) אל זכוכית (מקדם 1.5) בזווית של 50 מעלות מהאנך, בתוך הזכוכית הזווית תהיה כ־30 מעלות. תופעה דומה נראית כשמסתכלים על כפית בכוס מים, החלק השקוע נראה עקום ביחס לחלק שבאוויר.

כשאור עובר מתווך עם מקדם שבירה גבוה לתווך עם מקדם קטן, יכול לקרות שסינוס זווית היציאה יהיה גדול מ־1. אז לא תתרחש שבירה. במקום זאת כל האור חוזר לתוך התווך המקורי, זו החזרה גמורה. הזווית שממנה מתחילה התופעה נקראת זווית קריטית.

החוק חשוב בחישובים ובתכנון של עדשות ומכשירים אופטיים, כי הוא מאפשר לקבוע זוויות מסוימות ולשלוט בכיוון האור.

חוק סנל הוא חוק על אור שעובר מחומר אחד לחומר אחר. כשאור עובר משם לשם הוא מתכופף. את התופעה קוראים שבירה. (שבירה = כיפוף של קרן האור כשהיא עוברת חומר חדש.)

החוק נקרא על שם המתרגל סנל. גם לפניו מצאו רעיונות דומים אצל מדענים אחרים.

הכיוון שאליו האור נשבר תלוי בזווית הפגיעה ובחומר. זווית נמדדת מהקו המאונך למשטח. דוגמה פשוטה: כפית במים נראית עקומה, למרות שהיא ישרה.

אם האור עובר מחומר שמאט אותו יותר לחומר שמאט אותו פחות, הוא עלול לא לעבור בכלל. אז האור חוזר בחזרה. את זה קוראים החזרה גמורה. הזווית שממנה זה קורה נקראת זווית קריטית.

חוק סנל חשוב כדי להבין עדשות ומכשירים שמכוונים את האור.