Plik załamanie światła Jest to zjawisko optyczne, które występuje, gdy światło pada ukośnie na powierzchnię rozdzielającą dwóch ośrodków o różnym współczynniku załamania światła. Kiedy tak się dzieje, światło zmienia kierunek i prędkość.
Załamanie występuje na przykład, gdy światło przechodzi z powietrza do wody, ponieważ ma niższy współczynnik załamania światła. Jest to zjawisko, które można doskonale docenić w basenie, obserwując, jak kształty ciała pod wodą wydają się odchylać od kierunku, w jakim powinny.
Jest to zjawisko, które wpływa na różne rodzaje fal, chociaż przypadek światła jest najbardziej reprezentatywny i najbardziej obecny w naszym codziennym życiu..
Wyjaśnienie załamania światła przedstawił holenderski fizyk Willebrord Snell van Royen, który ustanowił prawo wyjaśniające to zjawisko, które stało się znane jako prawo Snella..
Innym naukowcem, który zwrócił szczególną uwagę na załamanie światła, był Izaak Newton. Aby to zbadać, stworzył słynny szklany pryzmat. W pryzmacie światło przenika przez jedną z jego ścianek, załamując się i rozkładając na różne kolory. W ten sposób, poprzez zjawisko załamania światła, udowodnił, że na światło białe składają się wszystkie kolory tęczy..
Indeks artykułów
-Ponadto należy wziąć pod uwagę współczynnik załamania światła (n) ośrodka, który jest ilorazem prędkości światła w próżni i prędkości światła w ośrodku..
n = c / v
W związku z tym należy pamiętać, że prędkość światła w próżni przyjmuje wartość 300 000 000 m / s.
Współczynniki załamania światła w niektórych z najbardziej powszechnych mediów to:
Prawo Snella jest często określane jako prawo załamania, ale prawda jest taka, że można powiedzieć, że prawa załamania są dwa.
Promień padający, promień załamany i normalna znajdują się na tej samej płaszczyźnie przestrzeni. W tym prawie, również wydedukowanym przez Snella, ma zastosowanie również refleksja.
Drugie, prawo załamania lub prawo Snella, określa następujące wyrażenie:
n1 sin i = ndwa sen r
Bycie n1 współczynnik załamania światła ośrodka, z którego pochodzi światło; i kąt padania; ndwa współczynnik załamania światła ośrodka, w którym załamuje się światło; r kąt załamania światła.
Z zasady minimalnego czasu lub zasady Fermata można wydedukować zarówno prawa odbicia, jak i prawa załamania, co właśnie widzieliśmy.
Zasada ta potwierdza, że prawdziwa ścieżka, po której przemieszcza się promień światła między dwoma punktami w przestrzeni, to ta, która wymaga najmniej czasu na podróż..
Niektóre z bezpośrednich konsekwencji wywnioskowanych z poprzedniego wyrażenia to:
a) Jeśli ndwa > n1 ; sen r < sen i o sea r < i
Kiedy więc promień światła przechodzi z ośrodka o niższym współczynniku załamania do innego o wyższym współczynniku załamania, załamany promień zbliża się do normalnego.
b) Jeśli n2 < n1 ; sin r> sin i lub r> i
Kiedy więc promień światła przechodzi z ośrodka o wyższym współczynniku załamania do innego o niższym współczynniku, załamany promień oddala się od normalnego.
c) Jeśli kąt padania wynosi zero, to kąt promienia załamania również wynosi zero.
Inną ważną konsekwencją prawa Snella jest tak zwany kąt graniczny. To jest nazwa nadana kątowi padania, który odpowiada kątowi załamania światła 90º.
Kiedy tak się dzieje, załamany promień porusza się równo z powierzchnią rozdzielającą dwóch mediów. Ten kąt jest również nazywany kątem krytycznym.
Dla kątów większych niż kąt graniczny zachodzi zjawisko zwane całkowitym odbiciem wewnętrznym. Kiedy tak się dzieje, nie następuje załamanie, ponieważ cała wiązka światła odbija się od wewnątrz. Całkowite wewnętrzne odbicie ma miejsce tylko podczas przechodzenia z ośrodka o wyższym współczynniku załamania do ośrodka o niższym współczynniku załamania.
Jednym z zastosowań całkowitego wewnętrznego odbicia jest przewodzenie światła przez światłowód bez utraty energii. Dzięki niemu możemy cieszyć się dużymi prędkościami transmisji danych, jakie oferują sieci światłowodowe.
Bardzo podstawowy eksperyment umożliwiający obserwację zjawiska załamania światła polega na włożeniu ołówka lub długopisu do szklanki pełnej wody. W wyniku załamania światła zanurzona część ołówka lub długopisu wydaje się lekko złamana lub odchylona od ścieżki, której można by się spodziewać..
Możesz również spróbować podobnego eksperymentu ze wskaźnikiem laserowym. Oczywiście do szklanki z wodą trzeba wlać kilka kropel mleka, aby poprawić widoczność światła lasera. W takim przypadku zaleca się przeprowadzenie eksperymentu w warunkach słabego oświetlenia, aby lepiej ocenić ścieżkę wiązki światła..
W obu przypadkach warto wypróbować różne kąty padania i obserwować, jak zmienia się kąt załamania światła, gdy się zmieniają..
Przyczyn tego efektu optycznego należy szukać w załamaniu światła, które powoduje, że obraz ołówka (lub wiązki światła z lasera) wydaje się odchylony pod wodą w stosunku do obrazu, który widzimy w powietrzu.
Załamanie światła można zaobserwować w wielu codziennych sytuacjach. Niektóre już wymieniliśmy, inne skomentujemy poniżej.
Jedną z konsekwencji załamania jest to, że baseny wydają się płytsze niż w rzeczywistości..
Innym efektem załamania jest tęcza, która pojawia się, ponieważ światło jest załamywane podczas przechodzenia przez kropelki wody obecne w atmosferze. Jest to to samo zjawisko, które zachodzi, gdy wiązka światła przechodzi przez pryzmat.
Inną konsekwencją załamania światła jest to, że obserwujemy zachód słońca, gdy minęło kilka minut od jego rzeczywistego zdarzenia..
Jeszcze bez komentarzy