Lette brytningselementer, lover og eksperiment

De Lett brytning Det er det optiske fenomenet som oppstår når lyset påvirker skrått på separasjonsoverflaten til to medier med en annen brytningshastighet. Når dette skjer, endrer lyset retning og hastighet.

Refraksjonen oppstår for eksempel når lyset går fra luften til vannet, siden det har en lavere brytningsindeks. Det er et fenomen som kan sees perfekt i bassenget, og observerer hvordan kroppsformer under vann ser ut til å avvike med hensyn til retningen de burde ha.

Atoma [CC av 2.5 (https: // creativecommons.Org/lisenser/av/2.5)]

Det er et fenomen som påvirker forskjellige typer bølger, selv om tilfellet med lys er den mest representative og det som har mest tilstedeværelse i vår daglige.

Forklaringen på brytning av lys ble tilbudt av den nederlandske fysikeren Willebrord Snell Van Royen, som etablerte en lov for å forklare som har blitt kjent som Snell Law.

En annen av forskerne som ga spesiell oppmerksomhet til lysbrytningen var Isaac Newton. For å studere det, skapte det berømte glassprisme. I prisme trenger lyset gjennom et av ansiktene, og bryter og nedbryter i de forskjellige fargene. Således, gjennom lysfraksjonsfenomenet, beviste det at hvitt lys er sammensatt av alle regnbuens farger.

[TOC]

Elementer av brytning

Hovedelementene som bør vurderes i studiet av lys refraksjon er følgende: -Thendte stråle, som er strålen som påvirker skrått på separasjonsoverflaten til de to fysiske midlene. -Brytningsstrålen, som er strålen som krysser mediet, og endrer retning og hastighet. -Den normale linjen, som er den imaginære linjen vinkelrett på separasjonsoverflaten til de to mediene. -Forekomstvinkelen (i), som er definert som vinkelen som danner hendelsesstrålen med den normale. -Refraksjonsvinkelen (R), som er definert som vinkelen som danner det normale med den brytede strålen.

-I tillegg bør brytningsindeksen (n) til et medium også vurderes, som er forholdet mellom lysets hastighet i vakuumet og lysets hastighet i midten.

Det kan tjene deg: lysende kropper: egenskaper og hvordan de genererer sitt eget lys

N = c/v

I denne forbindelse må det huskes at lysets hastighet i et vakuum tar verdien av 300.000.000 m/s.

Lett brytningsindeks i forskjellige medier

De lette brytningsindeksene i noen av de vanligste mediene er:

Refraksjonslover

Det vises ofte til Snells lov som refraksjonslov, men sannheten er at det kan sies at refraksjonslovene er to.

Første lov om refraksjon

Hendelsesstrålen, brytning og normale stråle er i samme plan av plassen. I denne loven, også trukket av Snell, blir refleksjon også brukt.

Andre refraksjonslov

Den andre loven om refraksjon eller lov om Snell, bestemmes av følgende uttrykk:

n₁ sin i = n₂ sin r

Å være n₁ brytningsindeksen for miljøet som lyset kommer fra; og forekomstvinkelen; n₂ brytningsindeksen for mediet lyset brytes i; r refraksjonsvinkelen.

Josel7 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

Fermat -prinsippet

Fra prinsippet om minimumstid eller prinsipp for Fermat kan både refleksjonslovene og brytningslovene trekkes ut, som vi nettopp har sett.

Dette prinsippet sier at den virkelige banen som følger en lysstråle som beveger seg mellom to punkter på plassen er en som krever den korteste tiden å reise.

Konsekvenser av Snells lov

Noen av de direkte konsekvensene som blir trukket fra forrige uttrykk er:

a) Ja n₂ > n₁ ; sin r < sen i o sea r < i

Kan tjene deg: gratis kroppsdiagram

Så når et lynlys passerer fra et medium med en lavere brytningsindeks til en annen med en høyere brytningsindeks, nærmer brytningsstrålen seg normalen.

b) ja n2 < n₁ ; sin r> sen i eller r> i

Så når et lynlys passerer fra et medium med en høyere brytningsindeks til en annen med mindre indeks, beveger den brytede strålen seg bort fra normalen.

c) Hvis forekomstvinkelen er ugyldig, er også vinkelen på brytningsstrålen.

Grense og total intern refleksjon

En annen av de viktige konsekvensene av Snells lov er det som er kjent som en grensevinkel. Dette kalles forekomstvinkelen som tilsvarer en 90º brytningsvinkel.

Når dette skjer, beveger den brytede strålen seg med separasjonsoverflaten til de to mediene. Denne vinkelen kalles også kritisk vinkel.

For vinkler over grensevinkelen produseres fenomenet som kalles total intern refleksjon. Når dette skjer, er det ingen brytning, siden hele lysstrålen gjenspeiles internt. Total intern refleksjon skjer bare når det går fra et medium med en brytningsindeks større enn et medium med lavere brytningsindeks.

En anvendelse av total intern refleksjon er ledning av lys gjennom optisk fiber uten å finne sted energitap. Takk til henne kan vi glede oss over de høye dataoverføringshastighetene som tilbys av fiberoptiske nettverk.

Eksperimenter

Et veldig grunnleggende eksperiment for å kunne observere fenomenet refraksjon består av å innføre en blyant eller en penn i et glass fullt av vann. Som en konsekvens av brytningen av lyset, virker delen av den nedsenkede blyanten eller pennen litt ødelagt eller avviket med hensyn til banen som kan forventes å ha.

Velual [CC By-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

Du kan også prøve å gjøre et lignende eksperiment med en laserpeker. Det er selvfølgelig nødvendig å helle noen dråper melk i glasset vann for å forbedre synligheten av laserlys. I dette tilfellet anbefales det at eksperimentet utføres under lite lysforhold for å sette pris på banen til lysstrålen bedre.

Kan tjene deg: hvitt hull: historie, teori og hvordan det dannes

I begge tilfeller er det interessant å prøve forskjellige forekomstvinkler og observere hvordan refraksjonsvinkelen varierer i henhold til disse.

Fører til 

Årsakene til denne optiske effekten må søkes i brytningen av lyset som får bildet av blyanten (eller laserlysstrålen) til å vises under vann avviket med hensyn til bildet vi ser i luften.

Brytning av lys på dag -til -dag -basis

Brytning av lys kan sees i mange situasjoner av vår dag til dag. Noen har allerede navngitt dem, andre blir fortalt nedenfor.

En konsekvens av refraksjonen er at bassengene ser ut til å være mindre dypt enn de faktisk er.

En annen effekt av brytning er regnbuen som oppstår fordi lyset brytes når du krysser vanndråpene i atmosfæren. Det er det samme fenomenet som finner sted når en lysstråle krysser et prisme.

En annen konsekvens av brytning av lyset er at vi observerer solnedgangen til solen når flere minutter har gått siden det virkelig skjedde.

Referanser

1. Lys (n.d.). I Wikipedia. Hentet 14. mars 2019, fra.Wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fysikk: Tingenes natur. Mexico City: International Thomson Editores. 
3. Total intern refleksjon (n.d.). I Wikipedia. Hentet 12. mars 2019, fra.Wikipedia.org.
4. Lys (n.d.). I Wikipedia. Hentet 13. mars 2019, fra.Wikipedia.org.
5. Lekner, John (1987). Teori om refleksjon, om elektromagnetiske og peldlebølger. Springer.
6. Refraksjon (n.d.). I Wikipedia. Hentet 14. mars 2019, fra.Wikipedia.org.
7. Crawford jr., Frank s. (1968). Waves (Berkeley Physics Course, Vol. 3), McGraw-Hill.