(1, taalkunde) heet in de Oudnoorse grammatica het verschijnsel dat uit een klinker een tweeklank ontstaat. Axel Koek heeft deze breking toegeschreven aan de invloed van een a of u in de lettergreep die op die met breking volgde.
Uit Oernoors heldaR bijv. ontstond hjaldr „strijd”, uit Oernoors nerthus Njordr. De breking zou een gevolg zijn van epenthese van de a of u, waardoor deze als naslag van de e optraden. Zo zou een dalende tweeklank zijn ontstaan (healdaR, neurthus), die zich later door accentverspringing ontwikkelde tot de stijgende tweeklank ja, jo. Volgens Svensson, die zijn theorie baseert op gegevens uit de tegenwoordige dialecten, is het onjuist de breking toe te schrijven aan de invloed van de a en u in de volgende lettergreep, daar zij ook voorkomt als er geen of een andere klinker op de stamlettergreep volgde. Hij ziet daarom de breking als een spontane diphthongering, te vergelijken met andere diphthongeringsverscbijnselen met een palatale voorslag. Hesselman neemt een tussenpositie in tussen Koek en Svensson, doordat hij de breking, evenals de umlaut, beschouwt als een proces van regressieve afstandsassimilatie.In de Angelsaksische grammatica spreekt men van breking als er diphthongering optreedt onder invloed van r, / of h + consonant of enkele h. Bijv. weordan „worden” uit vroeger werdan, meolcan „melken” uit vroeger melkan, feohtan „vechten” uit vroeger fehtan,feoh „vee” uit vroeger fehu.
In de Gotische grammatica verstaat men onder breking de verwijding van de nauwe vocalen i en u voor h, h en r tot e en o (geschreven ai en au), zoals in maihstus,,mest” uit mihstus,waurms „worm” uit wurms.
DR B. VAN DEN BERG
Lit.: R. C. Boer, Oergermaansch Handb. (Haarlem 1924); Idem, Oudnoorsch Handb. (Haarlem 1920); J. Svensson, Diftongering med palatalt förslag i de nordiska spraken (Lund 1944); B.Hesselman, Omljud och brytning i de nordiska spraken (Stockholm 1945).
(2, natuurkunde). Bij overgang van een lichtstraal van de ene middenstof in een andere, wordt hij gebroken. Voor deze breking gelden de wetten van Snellius (1626):
1. De invallende en de gebroken straal liggen met de normaal op het scheidingsvlak in één plat vlak;
2. De verhouding van de sinus van de hoek, die de invallende straal maakt met de normaal tot de sinus van de hoek, die de uittredende straal hiermee vormt, is onafhankelijk van de grootte van de hoek van inval, maar wordt voor elke lichtstraal alleen bepaald door de aard van beide middenstoffen. Deze constante verhouding heet de brekingsindex (n) van beide stoffen; sin i / sin r = n. Is n groter dan 1, dan wordt de lichtstraal gebroken naar de normaal toe; voor n kleiner dan 1 geschiedt de breking van de normaal af. Het eerste is bijv. het geval, als een lichtstraal overgaat van lucht in water, het tweede treedt op bij de omgekeerde overgang. Het blijkt verder, dat in het laatste geval de brekingsindex juist de omgekeerde waarde heeft. Men noemt nu water optisch dichter dan lucht. Meestal gaat een grotere optische dichtheid samen met een groter soortelijk gewicht. Een uitzondering vormt o.a. benzo], dat, hoewel lichter dan water, toch optisch dichter is.
Voor n groter dan i is bij elke waarde van i een waarde van r te vinden; de lichtstraal zal dus steeds in de optisch dichtere stof kunnen overgaan.
De hoek van breking is echter altijd kleiner dan de grenshoek, welke bepaald wordt door de betrekking sin g = I/n (i = 90°).
Geschiedt echter de breking van de loodlijn af, dan is duidelijk, dat de lichtstraal alleen dan in de ijlere stof kan binnendringen, als de hoek van inval gelijk of kleiner is dan deze grenshoek. Wordt hij groter, dan moet de straal volkomen worden teruggekaatst. Er treedt nu totale terugkaatsing op. Fig. 2 geeft de loop van stralen uitgaande van een lichtend punt aan, dat zich bevindt onder het wateroppervlak; de meest rechtse stralen worden tegen het grensvlak totaal gereflecteerd.
Voor lucht-water is de brekingsindex ten naaste bij 4/3 hieruit volgt voor de grenshoek de waarde ca 48°. Voor lucht-glas is de brekingsindex ongeveer 3/2 en de grenshoek ca 410. Toepassing vindt de totale terugkaatsing bij het tekenprisma en de prismakijker (z optische instrumenten). Omtrent de luchtspiegeling z atmosfeer, optische verschijnselen.
Volgens de emissietheorie van Newton was de brekingsindex lucht-glas de verhouding der voortplantingssnelheid van het licht in glas tot die in de lucht, terwijl de undulatietheorie van Huygens voor de brekingsindex juist de omgekeerde verhouding vond, dus n = vlucht/vglas . De metingen bewezen, dat dit laatste juist is; de voortplantingssnelheid in lucht blijkt groter te zijn dan die in glas.
Als gevolg van de breking lijkt een zich onder water bevindend voorwerp dichter bij het oppervlak dan dit in werkelijkheid het geval is. Om dezelfde reden is de schijnbare diepte van een heldere gracht kleiner dan de werkelijke; dit geeft tevens de verklaring, waarom een in het water gestoken stok geknikt schijnt te zijn. De lichtstralen, afkomstig van een ster, worden in de opvolgende lagen der atmosfeer gebroken; de ster schijnt dichter bij het zenith te staan dan in werkelijkheid het geval is. Door dezelfde oorzaak is de zon nog zichtbaar, terwijl ze zich reeds beneden de horizon bevindt.De opheffing ten gevolge der straalbreking in de atmosfeer is dan toevallig ongeveer gelijk aan de hoek, waaronder wij de middellijn der zon zien, zodat we de onderrand op de horizon zien staan, als in werkelijkheid de bovenrand daar is.
Een lichtstraal, gaande door een glasplaat met evenwijdige grensvlakken, treedt uit in een richting, evenwijdig aan de oorspronkelijke, maar wordt iets verschoven, en wel des te meer naarmate de hoek van inval groter is. Deze verschuiving is gemakkelijk waar te nemen, als men een bladzijde van een boek gedeeltelijk bedekt met een dikke glasplaat; de regels onder het glas schijnen verplaatst te zijn.
Indien de platte grensvlakken niet evenwijdig zijn, maar een hoek met elkaar maken, krijgt de lichtstraal een afwijking. In fig. 5b wordt de hoek van afwijking of deviatie voorgesteld door 𝛿. De grootte hiervan hangt af van de invalshoek i en de brekende hoek en van het prisma. Daar deze index voor de verschillende kleuren, waaruit het witte licht bestaat, verschillend is, zal ook de deviatie voor de rode stralen een andere zijn dan voor de gele of blauwe.
Uit een opvallende witte lichtbundel ontstaat een aantal kleurenbundels (z dispersie).
Men leidt af, dat de deviatie zo klein mogelijk wordt, als de lichtstraal zó op het prisma valt, dat de hoek van inval gelijk wordt aan die, welke de uittredende straal maakt met het tweede grensvlak. In dit geval is i = i' en vindt men als verband tussen n en de deviatie 𝛿 de betrekking n =
sin ½ (B+𝛿/ 4 sin 1/2 B
Meet men dus de minimum afwijking, die een door een prisma gaande lichtstraal van een bepaalde kleur ondergaat, en kent men de brekende oek, dan kan hieruit de brekingsindex voor die kleur worden berekend. (Over de breking bij gebogen oppervlakken z lens; bij kristallen £ dubbele breking).
Breking treedt, behalve bij het licht, ook op bij andere soorten van stralen, wanneer deze een grensvlak tussen twee middenstoffen moeten passeren, bijv. radiogolven, materiegolven en geluidsstralen. In alle gevallen gelden de beide wetten van Snellius. Als bijzondere omstandigheid noemen wij enkel de grote waarden, die de brekingsindex in deze gevallen kan aannemen. Terwijl deze bij de lichtbreking in doorzichtige stoffen steeds een waarde heeft tussen 1 en 3 (voor water 4/3) is de brekingsindex van water voor radiogolven: n = 9. Wanneer materiedeeltjes met een kinetische energie E„ in een medium komen, waar hun kinetische energie E1 bedraagt (bijv. als electronen van het luchtledige in een aantrekkend kristalrooster komen), worden hun materiegolven gebroken met brekingsindex √E1/E0. Zeer grote brekingsindices treden op bij de Breking van geluidsstralen bij overgang uit lucht (voortplantingssnelheid = 340 m/sec.) in vaste stof (bijv. glas, voortplantingssnelheid = 5100 m/sec.), nl. van de orde 15.
Bovendien wordt het geluid bij overgang in de vaste stof van de normaal afgebogen, zodat totale reflectie kan optreden en wel treedt dit wegens de hoge waarde van de brekingsindex al vlug op, nl. als de geluidsstraal nog slechts een hoek van 40 maakt met de normaal op het oppervlak. Omgekeerd treedt het geluid, dat uit de vaste stof in de lucht komt, ook steeds practisch in loodrechte richting uit.
De brekingsindex van een gas voor geluidsstralen hangt af van zijn temperatuur. Door bijzondere atmosferische toestanden kunnen daardoor allerlei complicaties optreden bij de geluidsuitbreiding van explosies. Wanneer bijv. een inversie optreedt (men spreekt van inversie, als de temperatuur van de lucht naar boven toeneemt), wordt het geluid door de lucht weer naar de aarde teruggebroken en is het geluid op grote afstand te horen. Een normale temperatuurafneming van de luchtlagen op grotere hoogte bewerkt een breking van het geluid omhoog.
Een zelfde werking heeft de wind. Geluid, dat tegen de wind in wordt voortgeplant, wordt omhoog gebroken; geluid, dat g met de wind mee gaat, wordt omlaag gebroken). Vandaar, dat een geluidsbron voor de wind uit goed hoorbaar is, tegen de wind in daarentegen niet. Men kan de breking van het geluid demonstreren met behulp van een ballon, gevuld met koolzuurgas (C02).
Dit gas heeft een kleinere voortplantingssnelheid dan lucht. Een dergelijke ballon werkt daarom als een verzamellens. Het zo geconcentreerde geluid kan op verschillende manieren worden aangetoond (gevoelige vlam, microfoon enz.).
Ook krachtlijnen worden op het scheidingsvlak van twee media gebroken. De belangrijkste gevallen zijn die van de breking van de electrische en de magnetische krachtlijnen. Hiervoor geldt niet de wet van Snellius, maar in dit geval is: tg i / tg r = constant.
De constante is in het electrische geval gelijk aan de verhouding van de diëlectriciteitsconstanten, in het magnetische geval gelijk aan de verhouding der permeabiliteiten der beide media. Het verschijnsel der totale reflectie treedt hier niet op; wel treden in de gevallen van grote waarden der constante (bijv. de breking van magnetische krachtlijnen van ijzer in lucht) de krachtlijnen practisch loodrecht uit. Ook warmtestroomlijnen, equipotentiaalvlakken, equitemperatuurvlakken en andere worden op een grensvlak gebroken volgens de tangentenwet.
PROF. DR C. ZWIKKER
Lit.: M. Minnaert, Natuurkunde van het vrije veld.
