Sinish (refraksiya) — nur (to‘lqin) yo‘nalishining ikki muhit chegarasida, nur shu muhitlardan o‘tayotganda yoki xossalari o‘zgarib turadigan va to‘lqin turli tezliklarda tarqaladigan bir muhit ichida o‘zgarishidir.

Sinish hodisasi energiya va impulsning saqlanish qonunlari bilan tushuntiriladi. To‘lqin tarqaladigan muhit o‘zgarganda, uning tezligi o‘zgaradi, ammo chastotasi o‘zgarmay qoladi. Yorug‘likning shisha yoki suvdan o‘tganda sinishi nur yo‘nalishi o‘zgarishining eng sodda va yaqqol misolidir. Biroq sinish qonunlari barcha turdagi to‘lqinlarga — elektromagnit, akustik va hatto dengiz to‘lqinlariga ham tatbiq etiladi. Umuman, sinish hodisasini tavsiflaydigan qonun — Snellius (Snell) qonuni.

«Refraksiya» va «sinish» atamalari bir-birining o‘rnida qo‘llanadi. An’anaga ko‘ra, «refraksiya» atamasi sinish ko‘rsatkichi muhitning turli nuqtalarida asta-sekin o‘zgaradigan muhitlardagi nurlanishni tavsiflashda ko‘proq ishlatiladi. Bunday muhitlarda sinish ko‘rsatkichi bir nuqtadan boshqasiga o‘tganda ravon o‘zgaradi (nur trayektoriyasi asta-sekin egilgan chiziqni hosil qiladi). «Sinish» atamasi esa, odatda, muhitlarning sinish ko‘rsatkichlari orasidagi katta farq tufayli ularning chegarasida nur yo‘nalishi keskin o‘zgarishini ifodalaydi. Har ikki holatda ham bir xil qonun, ya’ni to‘lqin tezligining u tarqalayotgan muayyan muhitning sinish ko‘rsatkichiga bog‘liqligi amal qiladi.

Ba’zan to‘lqin tarqaladigan muhit yoki nurlanish manbasining o‘ziga xos xususiyatlari muayyan refraksiyani o‘rganishni alohida tadqiqot yo‘nalishi sifatida ajratishni talab qiladi. Masalan, inson ko‘zining refraksiyasini oftalmologiya, suvdagi tovush refraksiyasini esa gidroakustika, osmon jismlari nurlarining refraksiyasini astronomiya va boshqa fanlar o‘rganadi.

Sinish qonunlarini o‘rganish fan va texnika uchun fundamental ahamiyatga ega. Ulardan turli sohalarda foydalanish aniq optik asboblar (teleskoplar, mikroskoplar, fotoapparatlar, kinokameralar, ko‘zoynaklar, kontakt linzalar va boshqalar) yaratish, birikmalarning kimyoviy tuzilishini o‘rganish va kimyoviy aralashmalar tarkibini aniqlash, aniq geodezik hamda astronomik koordinatalarni olish, maqbul aloqa tizimlarini yaratish va boshqa ko‘plab vazifalarni bajarish imkonini beradi.

Bir-biriga tutash muhitlarda elektromagnit to‘lqinlarning fazaviy tezliklari turlicha bo‘lganda sinish kuzatiladi (qarang: sinish ko‘rsatkichi). Bu holda to‘lqinning tezligi muhitlar chegarasining ikki tomonida turlicha bo‘lishi kerak. Biroq, masalan, to‘lqin cho‘qqisining chegara bo‘ylab harakatini kuzatsak, unga mos tezlik to‘lqinning ikkala «yarmi» uchun ham bir xil bo‘lishi lozim (chunki chegaradan o‘tishda to‘lqinning maksimumi maksimumligicha qoladi va aksincha; demak, tushuvchi hamda o‘tgan to‘lqin chegaraning barcha nuqtalarida sinxronlashgan deb qarash mumkin, yuqoridagi rasmga qarang). Oddiy geometrik yasashdan shuni aniqlaymiz: to‘lqin cho‘qqisining chiziq bilan kesishish nuqtasi tezligi ${\displaystyle v_{\alpha }}$ bo‘lib, bu chiziq to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga ${\displaystyle \alpha }$ burchak ostida qiyalangan. Ushbu nuqtaning tezligi ${\displaystyle v_{\alpha }=v/\sin \alpha }$ ifoda bilan aniqlanadi, bunda ${\displaystyle v}$ — to‘lqinning tarqalish tezligi.

Buni quyidagicha tushuntirish mumkin: to‘lqin cho‘qqisi o‘zining tarqalish yo‘nalishi bo‘ylab (ya’ni cho‘qqiga perpendikulyar yo‘nalishda) uchburchakning bir katetiga teng masofani bosib o‘tguncha, cho‘qqining chegara bilan kesishgan nuqtasi gipotenuzaga teng masofani bosib o‘tadi. Ushbu masofalarning burchak sinusiga teng bo‘lgan nisbati tezliklarning nisbatiga ham tengdir.

Demak, tushuvchi va o‘tgan to‘lqinlarning chegara bo‘ylab tarqalish tezliklarini tenglashtirsak, quyidagi ifodani olamiz: ${\displaystyle v_1/\sin \alpha =v_2/\sin \beta }$. Bu Snell qonuniga mos keladi, chunki sinish ko‘rsatkichi vakuumdagi elektromagnit nurlanish tezligining muhitdagi elektromagnit nurlanish tezligiga nisbati sifatida aniqlanadi: ${\displaystyle n_1=c/v_1,n_2=c/v_2}$.

Natijada, ikki muhit chegarasida nurning sinishi kuzatiladi: tushuvchi va singan nurlar muhitlar chegarasiga o‘tkazilgan normal bilan turlicha burchak hosil qiladi. Ya’ni nurning to‘g‘ri chiziqli yo‘li siniq chiziqqa aylanadi — nur sinadi.

Shuni ta’kidlash kerakki, Snell qonunini chiqarishning deyarli aynan shunday usuli o‘tgan to‘lqinni Gyuygens — Frenel prinsipi yordamida yasashdir (rasmga qarang).

To‘lqin sinish ko‘rsatkichlari turlicha bo‘lgan muhitlarda harakatlanganda uning chastotasi saqlanadi, to‘lqin uzunligi esa tezlikka mutanosib ravishda o‘zgaradi.

Izotrop muhitda chastota va to‘lqinning tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan to‘lqin vektori bilan tavsiflanadigan sinusoidal to‘lqin uchun to‘lqin vektorining chegara sirtiga parallel tashkil etuvchisi chegaradan o‘tishdan oldin va keyin bir xil bo‘lishi kerakligi haqidagi mulohaza ham sinish qonunining xuddi shu shakliga olib keladi.

Fotonning to‘lqin vektori uning impulsi vektorining Plank doimiysiga bo‘linganiga teng. Bu Snell qonunini foton impulsining muhitlar chegarasi bo‘ylab yo‘nalgan proyeksiyasi saqlanishi sifatida tabiiy fizik talqin qilish imkonini beradi.

Shaffof muhitlar chegarasidan qaytish hodisasi sinish bilan chambarchas bog‘liq. Muayyan ma’noda, bu bir hodisaning ikki tomonidir.

Aynan to‘liq ichki qaytish (TIQ) hodisasi ayrim tushish burchaklarida Snell qonuniga mos keladigan singan to‘lqin mavjud bo‘lmasligi bilan bog‘liq. Bu faqat qaytgan to‘lqin paydo bo‘lishini, ya’ni to‘lqin to‘liq qaytishini anglatadi. TIQ to‘lqin fazaviy tezligi kichikroq (sinish ko‘rsatkichi kattaroq) bo‘lgan muhitdan ushbu to‘lqin fazaviy tezligi kattaroq (sinish ko‘rsatkichi kichikroq) bo‘lgan muhit chegarasiga kelib tushganda yuz berishi mumkin.

Tushish burchagi normalga nisbatan asta-sekin kattalashtirilganda, ma’lum bir paytda singan nur muhitlar chegarasi bilan ustma-ust tushadi, so‘ng yo‘qoladi — faqat qaytgan nur qoladi.

Vertikal qutblangan to‘lqin muhitlar chegarasiga Bryuster burchagi ostida tushsa, to‘liq sinish hodisasi kuzatiladi — qaytgan to‘lqin bo‘lmaydi.

Sinish hodisasi kundalik hayotda har qadamda uchraydi va odatiy hol sifatida qabul qilinadi. Masalan, choyli piyola ichidagi qoshiq suv bilan havo chegarasida go‘yoki «singandek» ko‘rinadi. Bu kuzatuvga tanqidiy yondashilmasa, hodisaning yo‘nalishi haqida noto‘g‘ri tasavvur paydo bo‘ladi: qoshiqning ko‘zga ko‘rinadigan sinishi yorug‘lik nurlarining haqiqiy sinishiga teskari yo‘nalishda sodir bo‘ladi.

Ikki muhit chegarasida yorug‘likning sinishi g‘ayrioddiy ko‘rish effektini yuzaga keltiradi: chegaradan kesib o‘tgan jismlar optik jihatdan zichroq muhitda «yuqoriga singandek» ko‘rinadi; holbuki, nur zichroq muhitga kirganda unda kichikroq burchak ostida tarqalib, «pastga sinadi». Ana shu optik effekt suv havzasi chuqurligini ko‘z bilan baholashda xatolarga sabab bo‘ladi: suvning chuqurligi har doim aslidan kamroqdek ko‘rinadi.

Sinish, dispersiya va ichki qaytish hodisalari suv tomchilarida birgalikda kamalakni hosil qiladi. Yorug‘lik dispersiyasi sababli tomchilar turli ranglardagi nurlarni turlicha sindiradi va yo‘nalishini o‘zgartiradi: to‘lqin uzunligi eng kichik bo‘lgan (binafsha rang) nurlar eng kuchli, to‘lqin uzunligi eng katta bo‘lgan (qizil rang) nurlar esa eng kam sinadi va og‘adi. Natijada turli ranglarga bo‘yalgan yoy paydo bo‘ladi.

Tuzilishdagi mayda shaffof elementlarda (qor parchalari, qog‘oz tolalari, pufakchalar) yorug‘likning ko‘p marta sinishi (qisman qaytishi ham) oq qor, qog‘oz, oq ko‘pik kabi xira, ya’ni ko‘zgudek aks ettirmaydigan sirtlarning xususiyatlarini tushuntiradi.

Refraksiya Yer atmosferasida ko‘plab ko‘rish effektlarini keltirib chiqaradi. Masalan, ayrim meteorologik sharoitlarda Yer (kichik balandlikdan kuzatilganda) kuzatuvchiga qavariq sharning bir qismi emas, balki botiq kosa kabi ko‘rinadi. Refraksiya tufayli yulduzlar go‘yoki «miltillaydi». Shuningdek, atmosferada yorug‘likning sinishi tufayli biz Quyoshning (umuman, istalgan osmon jismining) chiqishini atmosfera bo‘lmagandagidan biroz oldinroq, botishini esa biroz keyinroq ko‘ramiz. Xuddi shu sababli ufqda Quyosh diski gorizontal yo‘nalishda biroz yassilangandek ko‘rinadi.

• Yorug‘likning sinishi // Katta sovet ensiklopediyasi : [30 jildda] / bosh muharrir A. M. Proxorov. — 3-nashr. — M. : Sovet ensiklopediyasi, 1969—1978.
• V. V. Serafimov Refraksiya // Brokgauz va Yefron ensiklopedik lug‘ati : 86 jildda (82 jild va 4 qo‘shimcha). — Sankt-Peterburg., 1890—1907.
• L. V. Tarasov, A. N. Tarasova Yorug‘likning sinishi haqida suhbatlar. — Moskva: Nauka, 1982.

• Yorug‘likning sinishi Arxiv nusxasi (2013-yil 10-apreldagi) Wayback Machine saytida «Yorug‘lik va rang».