Формула за закон преламања светлости - општи и појединачни случајеви

Закон преламања светлости се користи у разним областима и омогућава вам да одредите како ће се зраци понашати када ударе из једног медија у други. Лако је разумети карактеристике овог феномена, разлоге за његову појаву и друге важне нијансе. Такође је вредно разумети врсте преламања, јер је то од великог значаја у прорачуну и практичној употреби принципа закона.

Најчешће се добар пример показује са сламком или кашиком у провидној чаши воде.

Шта је појава преламања светлости

Скоро сви су упознати са овим феноменом, јер се често сусреће у свакодневном животу. На пример, ако погледате дно резервоара са чистом водом, увек изгледа ближе него што заиста јесте. Изобличење се може посматрати у акваријумима, ова опција је позната скоро свима.Али да бисте разумели питање, потребно је размотрити неколико важних аспеката.

Разлози преламања

Овде су од пресудног значаја карактеристике различитих медија кроз које светлосни ток пролази. Њихова густина се најчешће разликује, па светлост путује различитим брзинама. Ово директно утиче на његова својства.

Када сунчев зрак прође кроз призму, разлаже се на све боје спектра.

Када се креће из једног медијума у ​​други (на месту њиховог спајања), светлост мења свој правац због разлике у густини и другим карактеристикама. Одступање може бити различито, што је већа разлика у карактеристикама медија, то је на крају већа дисторзија.

Између осталог! Када се светлост прелама, део се увек рефлектује.

Примери из стварног живота

Готово свуда можете срести примере феномена који се разматра, тако да свако може да види како преламање утиче на перцепцију објеката. Најтипичније опције су:

1. Ако ставите кашику или цевчицу у чашу воде, можете видети како визуелно објекат престаје да буде раван и одступа, почевши од границе две средине. Ова оптичка илузија се најчешће користи као пример.
2. У врућем времену, ефекат локве се често јавља на коловозу. То је због чињенице да се на месту оштрог пада температуре (близу саме земље) зраци преламају тако да очи виде благи одраз неба.
3. Мираге се такође појављују као резултат преламања. Овде је све много компликованије, али у исто време, овај феномен се јавља не само у пустињи, већ иу планинама, па чак иу средњој траци. Друга опција је када су објекти који се налазе иза линије хоризонта видљиви.
   Мираж је једно од чуда природе, које настаје управо због преламања светлости.
4. Принципи преламања се такође користе у многим предметима који се користе у свакодневном животу: наочаре, лупа, шпијунке, пројектори и апарати за слајд шоу, двогледи и још много тога.
5. Многе врсте научне опреме раде применом закона о коме је реч. Ово укључује микроскопе, телескопе и друге софистициране оптичке инструменте.

Колики је угао преламања

Угао преламања је угао који настаје услед феномена преламања на граници између два провидна медија са различитим својствима преноса светлости. Одређује се из управне линије повучене на преломљену раван.

Ако се у чашу сипа течност веће густине од воде, тада ће угао преламања постати већи.

Ова појава је последица два закона - очувања енергије и одржања импулса. Са променом својстава медијума, брзина таласа се неизбежно мења, али његова фреквенција остаје иста.

Шта одређује угао преламања

Индикатор може да варира и првенствено зависи од карактеристика два медија кроз које светлост пролази. Што је већа разлика између њих, веће је и визуелно одступање.

Такође, угао зависи од дужине емитованих таласа. Како се овај индикатор мења, мења се и одступање. У неким медијима, фреквенција електромагнетних таласа такође има велики утицај, али ова опција се не налази увек.

У оптички анизотропним материјалима на угао утичу поларизација светлости и њен правац.

Врсте преламања

Најчешћи је уобичајено преламање светлости, када се због различитих карактеристика медија може уочити ефекат изобличења у једном или другом степену.Али постоје и друге сорте које се појављују паралелно или се могу сматрати засебним феноменом.

Када вертикално поларизован талас удари у границу два медија под одређеним углом (који се назива Брустеров угао), можете видети укупну рефракцију. У овом случају уопште неће бити рефлектованог таласа.

Потпуна унутрашња рефлексија се може посматрати само када зрачење прелази из средине са већим индексом преламања у медијум мање густе. У овом случају се испоставља да је угао преламања већи од упадног угла. То јест, постоји инверзна веза. Штавише, са повећањем угла, након достизања одређених вредности, индикатор постаје једнак 90 степени.

Ако светлост падне на границу два медија под одређеним углом, онда се једноставно може рефлектовати.

Ако повећате вредност још више, онда ће се сноп рефлектовати од границе две супстанце без преласка у други медиј. Управо се овај феномен назива тотална унутрашња рефлексија.

Прочитајте такође

Закони рефлексије светлости и историја њиховог открића

 

Овде вам је потребно објашњење у вези са израчунавањем индикатора, пошто се формула разликује од стандардне. У овом случају, то ће изгледати овако:

грех _итд=н₂₁

Овај феномен је довео до стварања оптичког влакна, материјала који може да преноси огромне количине информација на неограничену удаљеност брзином недостижном другим опцијама. За разлику од огледала, у овом случају рефлексија се јавља без губитка енергије чак и код вишеструких рефлексија.

Оптичко влакно има једноставну структуру:

1. Језгро које преноси светлост је направљено од пластике или стакла. Што је већи његов пресек, већа је количина информација која се може пренети.
2. Шкољка је неопходна да рефлектује светлосни ток у језгру тако да се шири само кроз њега. Важно је да на месту уласка у влакно сноп пада под углом већим од границе, тада ће се рефлектовати без губитка енергије.
3. Заштитна изолација спречава оштећење влакана и штити га од штетних ефеката. Због овог дела, кабл се може положити и под земљом.

Оптичко влакно је омогућило да се пренос информација пренесе на фундаментално нови ниво.

Како је откривен закон преламања?

Ово откриће је направљено Виллеброрд Снеллиус, холандски математичар, 1621. године. После низа експеримената, успео је да формулише главне аспекте који су до данас остали практично непромењени. Он је први приметио константност односа синуса углова упада и рефлексије.

Прву публикацију са материјалима открића направио је француски научник Рене Десцартес. У исто време, стручњаци се не слажу, неко верује да је користио Снелове материјале, а неко је сигуран да га је самостално поново открио.

Прочитајте такође

Оно што се зове дисперзија светлости

 

Дефиниција и формула индекса преламања

Упадни и преломљени зраци, као и окомита која пролази кроз спој два медија, налазе се унутар исте равни. Синус упадног угла у односу на синус угла преламања је константна вредност. Овако звучи дефиниција, која се може разликовати у презентацији, али значење увек остаје исто. Графичко објашњење и формула су приказани на слици испод.

Формула је универзална и погодна за различита окружења.

Треба напоменути да индикатори преламања немају никакве јединице. Својевремено, проучавајући физичке основе феномена који се разматра, два научника одједном - Цхристиан Хуигенс из Холандије и Пјер де Ферма из Француске дошли су до истог закључка. По њему, синус упада и синус преламања једнаки су односу брзина у медијима кроз које таласи пролазе. Ако светлост путује кроз једну средину брже од друге, онда је она оптички мање густа.

Између осталог! Брзина светлости у вакууму виши од било које друге супстанце.

Физичко значење "Снеловог закона"

Када светлост прелази из вакуума у ​​било коју другу супстанцу, она неизбежно ступа у интеракцију са својим молекулима. Што је већа оптичка густина средине, то је јача интеракција светлости са атомима и мања је брзина њеног ширења, док се са повећањем густине повећава и индекс преламања.

Апсолутна рефракција је означена словом н и омогућава вам да разумете како се брзина светлости мења када се крећете из вакуума у ​​било који медијум.

Релативна рефракција (н₂₁) приказује параметре промене брзине светлости при кретању из једне средине у другу.

Видео објашњава закон из физике 8. разреда врло једноставно уз помоћ графике и анимације.

Обим закона у техници

Од открића феномена и практичних истраживања прошло је доста времена. Резултати су помогли да се развије и имплементира велики број уређаја који се користе у различитим индустријама, вреди анализирати најчешће примере:

1. Офталмолошка опрема. Омогућава вам да спроведете различите студије и идентификујете патологије.
2. Апарат за проучавање желуца и унутрашњих органа. Можете добити јасну слику без увођења камере, што знатно поједностављује и убрзава процес.
3. Телескопи и друга астрономска опрема, због преламања, омогућавају добијање слика које нису видљиве голим оком.
   Преламање светлости у сочивима телескопа омогућава сакупљање светлости у фокусу, пружајући високо прецизно истраживање.
4. Двогледи и слични уређаји такође раде на основу горе наведених принципа. Ово такође укључује микроскопе.
5. Фото и видео опрема, односно њена оптика, користе преламање светлости.
6. Оптичке линије које преносе велике количине информација на било коју удаљеност.

Видео лекција: Закључак по закону преламања светлости.

Преламање светлости је појава која је последица карактеристика различитих медија. Може се посматрати на месту њиховог спајања, угао одступања зависи од разлике између супстанци. Ова карактеристика се широко користи у савременој науци и технологији.