Fyzický

Light refrakčné prvky, zákony a experimenty

Light refrakčné prvky, zákony a experimenty

Ten refrakcia Je to optický jav, ktorý sa vyskytuje, keď svetlo ovplyvňuje šikmo na separačný povrch dvoch médií s inou rýchlosťou lomu. Keď k tomu dôjde, svetlo zmení svoj smer a jeho rýchlosť.

Refrakcia sa vyskytuje napríklad, keď svetlo prechádza zo vzduchu do vody, pretože má nižší index lomu. Je to jav, ktorý sa dá dokonale vidieť v bazéne a pozoruje, ako sa zdá, že sa telo tvorí pod vodou.

Atóm [CC po 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.5)]

Je to jav, ktorý postihuje rôzne typy vlny, hoci prípad svetla je najreprezentatívnejší a ten, ktorý má najviac prítomnosť v našom každodennom.

Vysvetlenie refrakcie svetla ponúkla holandský fyzik Willebrord Snell Van Royen, ktorý zriadil zákon, ktorý vysvetľuje, že sa stal známym ako Snell Law.

Ďalším z vedcov, ktorí venovali osobitnú pozornosť refrakcii svetla, bol Izák Newton. Ak chcete študovať, vytvoril slávny sklenený hranol. V hranolu ho svetlo prenikne cez jednu z jeho tvárí, lámajúc a rozklad v rôznych farbách. Prostredníctvom javu refrakcie Light Lafract teda dokázal, že biele svetlo sa skladá zo všetkých farieb dúhy.

[TOC]

Prvky lomu

Hlavné prvky, ktoré by sa mali brať do úvahy pri štúdiu refrakcie svetla, sú nasledujúce: -dopadový lúč, ktorý je lúč, ktorý šikmo ovplyvňuje separačnú plochu týchto dvoch fyzikálnych prostriedkov. -Refrakčný lúč, ktorým je lúč, ktorý prechádza médiom, upravuje jeho smer a rýchlosť. -Normálna čiara, ktorá je imaginárnou čiarou kolmou na separačnú plochu týchto dvoch médií. -Uhol incidencie (i), ktorý je definovaný ako uhol, ktorý tvorí dopadajúci lúč s normálnym. -Uhol lomu (R), ktorý je definovaný ako uhol, ktorý tvorí normálny sfúknutý lúč.

-Okrem toho by sa mal brať do úvahy aj index lomu (n) média, čo je pomer rýchlosti svetla vo vákuu a rýchlosť svetla v strede.

Môže vám slúžiť: svetelné telá: Charakteristiky a spôsob, akým generujú svoje vlastné svetlo

N = c/v

V tejto súvislosti by sa malo pamätať na to, že rýchlosť svetla vo vákuu má hodnotu 300.000.000 m/s.

Index refrakcií svetla v rôznych médiách

Indexy refrakcie svetla v niektorých z najbežnejších médií sú:

Refrakčné zákony

Odkazuje sa často na Snellov zákon ako zákon o refrakcii, ale pravdou je, že sa dá povedať, že zákony refrakcie sú dva.

Prvý zákon lomu

Dopadajúci lúč, refrakčný a normálny lúč sú v rovnakej rovine priestoru. V tomto zákone, tiež odpočítaný Snell, sa uplatňuje aj reflexia.

Druhý zákon lomu

Druhý zákon lomu alebo zákona Snella je určený nasledujúcim výrazom:

n1 hriech i = n2 hriech

Byť n1 index lomu prostredia, z ktorého pochádza svetlo; a uhol výskytu; n2 index lomu média, v ktorom je svetlo lámané; r uhol lomu.

Josel7 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Fermat

Z princípu minimálneho času alebo princípu Fermata je možné odvodiť zákony reflexie a zákony lomu, ktoré sme práve videli.

Tento princíp uvádza, že skutočná trajektória, ktorá sleduje lúč svetla, ktorý sa pohybuje medzi dvoma bodmi priestoru, je ten, ktorý vyžaduje najkratší čas na cestovanie.

Dôsledky Snellovho zákona

Niektoré z priamych dôsledkov, ktoré sa odvodzujú z predchádzajúceho výrazu, sú:

a) Áno n2 > n1 ; hriech < sen i o sea r < i

Môže vám slúžiť: Diagram bezplatného tela

Takže keď bleskové svetlo prechádza zo média s nižším indexom lomu do iného s vyšším indexom lomu, refrakčný lúč sa blíži k normálu.

b) Áno n2 < n1 ; sin r> sen i alebo r> i

Takže keď bleskové svetlo prechádza zo média s vyšším indexom lomu na iný s menším indexom, refrakčný lúč sa vzdiali od normálu.

c) Ak je uhol výskytu prázdny, potom je tiež uhol refrakčného lúča.

Limit a celková vnútorná reflexia

Ďalším z dôležitých dôsledkov Snellovho zákona je to, čo je známy ako limitný uhol. Toto sa nazýva uhol výskytu, ktorý zodpovedá uhlu lomu 90 °.

Keď k tomu dôjde, refraktovaný lúč sa pohybuje v rovine s separačnou plochou týchto dvoch médií. Tento uhol sa tiež nazýva kritický uhol.

Pre uhly nad limitným uhlom sa vytvára jav nazývaný celkový vnútorný odraz. Ak k tomu dôjde, nedochádza k lomu, pretože celý lúč svetla sa odráža interne. Celkový vnútorný odraz sa odohráva iba vtedy, keď ide od média s indexom lomu väčšieho ako médium s nižším indexom lomu.

Aplikácia celkového vnútorného odrazu je vedenie svetla prostredníctvom optického vlákna bez toho, aby sa uskutočnilo straty energie. Vďaka nej si môžeme vychutnať vysoké rýchlosti prenosu údajov, ktoré ponúkajú siete Fiber Optic Networks.

Experimenty

Veľmi základný experiment, ktorý je schopný pozorovať fenomén lomu, spočíva v zavedení ceruzky alebo pera do pohára plného vody. V dôsledku lomu svetla sa časť ponorenej ceruzky alebo pero javí ako mierne rozbitá alebo odchýlená vzhľadom na trajektóriu, ktorá by sa mala očakávať.

VELULA [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Môžete sa tiež pokúsiť urobiť podobný experiment s laserovým ukazovateľom. Samozrejme, je potrebné naliať niekoľko kvapiek mlieka do pohára vody, aby sa zlepšila viditeľnosť laserového svetla. V tomto prípade sa odporúča, aby sa experiment uskutočňoval v podmienkach nízkeho svetla, aby sa lepšie ocenilo trajektóriu lúča svetla.

Môže vám slúžiť: Biela diera: História, teória a ako sa formuje

V obidvoch prípadoch je zaujímavé vyskúšať rôzne uhly incidencie a pozorovať, ako sa uhol lomu líši podľa nich.

Príčiny 

Príčiny tohto optického účinku sa musia hľadať v refrakcii svetla, ktorý spôsobuje obraz ceruzky (alebo laserového svetla), ktorý sa objaví pod vodou, odchýlený, pokiaľ ide o obraz, ktorý vidíme vo vzduchu.

Lomu svetla v deň -do dňa

Refrakcia svetla je možné vidieť v mnohých situáciách nášho každodenného dňa. Niektorí ich už pomenovali, iní sa hovorí nižšie.

Dôsledkom lomu je to, že sa zdá, že bazény sú menej hlboké ako v skutočnosti sú.

Ďalším účinkom lomu je dúha, ktorá sa vyskytuje, pretože svetlo sa pri prekročení kvapiek vody prítomnej v atmosfére lhlene. Je to ten istý jav, ktorý sa odohráva, keď lúč svetla prechádza hranolom.

Ďalším dôsledkom lomu svetla je to, že pozorujeme západ slnka slnka, keď prešlo niekoľko minút, pretože sa to skutočne stalo.

Odkazy

  1. Svetlo (n.d.). Na Wikipédii. Získané 14. marca 2019 z.Wikipedia.orgán.
  2. Burke, John Robert (1999). Fyzika: Povaha vecí. Mexico City: Medzinárodní Thomson Editores. 
  3. Celkový vnútorný odraz (n.d.). Na Wikipédii. Získané 12. marca 2019 z.Wikipedia.orgán.
  4. Svetlo (n.d.). Na Wikipédii. Získané 13. marca 2019 z.Wikipedia.orgán.
  5. Lekner, John (1987). Teória reflexie, elektromagnetických a partelových vĺn. Prubár.
  6. Lom (n.d.). Na Wikipédii. Získané 14. marca 2019 z.Wikipedia.orgán.
  7. Crawford Jr., Frank s. (1968). Vlny (Berkeley Physics Course, zv. 3), McGraw-Hill.