Elemen pembiasan ringan, undang -undang dan percubaan

The Pembiasan cahaya Ini adalah fenomena optik yang berlaku apabila cahaya mempengaruhi secara serong pada permukaan pemisahan dua media dengan kadar pembiasan yang berbeza. Apabila ini berlaku, cahaya mengubah arahnya dan kelajuannya.

Pembiasan berlaku, sebagai contoh, apabila cahaya berlalu dari udara ke air, kerana ia mempunyai indeks pembiasan yang lebih rendah. Ini adalah fenomena yang dapat dilihat dengan sempurna di kolam renang, memerhatikan bagaimana bentuk badan di bawah air seolah -olah menyimpang berkenaan dengan arah yang sepatutnya.

Atoma [cc oleh 2.5 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/2.5)]

Ini adalah fenomena yang mempengaruhi pelbagai jenis gelombang, walaupun kes cahaya adalah yang paling wakil dan yang mempunyai kehadiran paling banyak di hari ke hari kita.

Penjelasan mengenai pembiasan cahaya ditawarkan oleh ahli fizik Belanda Willebrord Snell van Royen, yang menubuhkan undang -undang untuk menjelaskan yang telah dikenali sebagai Snell Law.

Satu lagi saintis yang memberi perhatian khusus kepada pembiasan cahaya ialah Isaac Newton. Untuk mengkajinya, mencipta prisma kaca yang terkenal. Dalam prisma, cahaya menembusnya melalui salah satu wajahnya, membiasakan dan mereput dalam warna yang berbeza. Oleh itu, melalui fenomena pembiasan cahaya, ia membuktikan bahawa cahaya putih terdiri daripada semua warna pelangi.

[TOC]

Unsur pembiasan

Unsur -unsur utama yang harus dipertimbangkan dalam kajian pembiasan cahaya adalah seperti berikut: -sinar insiden, yang merupakan sinar yang mempengaruhi secara serong pada permukaan pemisahan dua cara fizikal. -Sinar refraktif, yang merupakan sinar yang melintasi medium, mengubah arah dan kelajuannya. -Garis normal, yang merupakan garis khayalan berserenjang dengan permukaan pemisahan kedua -dua media. -Sudut kejadian (i), yang ditakrifkan sebagai sudut yang membentuk rasuk kejadian dengan normal. -Sudut pembiasan (r), yang ditakrifkan sebagai sudut yang membentuk normal dengan sinar refracted.

-Di samping itu, indeks pembiasan (n) medium juga harus dipertimbangkan, iaitu nisbah kelajuan cahaya dalam vakum dan kelajuan cahaya di tengah.

Ia dapat melayani anda: badan bercahaya: ciri -ciri dan bagaimana mereka menjana cahaya mereka sendiri

N = c/v

Dalam hal ini, perlu diingat bahawa kelajuan cahaya dalam vakum mengambil nilai 300.000.000 m/s.

Indeks pembiasan cahaya di media yang berbeza

Indeks pembiasan cahaya di beberapa media yang paling biasa adalah:

Undang -undang Pembiasan

Rujukan sering dibuat kepada undang -undang Snell sebagai undang -undang pembiasan, tetapi kebenarannya adalah bahawa boleh dikatakan bahawa undang -undang pembiasan adalah dua.

Undang -undang Pembiasan Pertama

Ray Insiden, sinar refraktif dan normal berada dalam satah yang sama ruang. Dalam undang -undang ini, juga ditolak oleh Snell, refleksi juga digunakan.

Undang -undang Pembiasan Kedua

Yang kedua undang -undang pembiasan atau undang -undang Snell, ditentukan oleh ungkapan berikut:

n₁ dosa i = n₂ dosa r

Menjadi n₁ Indeks biasan persekitaran dari mana cahaya datang; dan sudut kejadian; n₂ indeks biasan medium di mana cahaya dibiaskan; r sudut pembiasan.

Josel7 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Prinsip Fermat

Dari prinsip masa minimum atau prinsip fermat, kedua -dua undang -undang refleksi dan undang -undang pembiasan dapat disimpulkan, yang baru saja kita lihat.

Prinsip ini menyatakan bahawa trajektori sebenar yang mengikuti sinar cahaya yang bergerak di antara dua titik ruang adalah satu yang memerlukan masa terpendek untuk perjalanan.

Akibat Undang -undang Snell

Beberapa akibat langsung yang disimpulkan dari ungkapan sebelumnya adalah:

a) ya n₂ > n₁ ; dosa r < sen i o sea r < i

Boleh melayani anda: rajah badan percuma

Oleh itu, apabila cahaya kilat berlalu dari medium dengan indeks biasan yang lebih rendah ke yang lain dengan indeks biasan yang lebih tinggi, sinar refraktif mendekati normal.

b) ya n2 < n₁ ; dosa r> sen i atau r> i

Oleh itu, apabila lampu kilat berlalu dari medium dengan indeks biasan yang lebih tinggi ke indeks kecil, sinar refracted bergerak dari biasa.

c) Jika sudut kejadian tidak sah, maka sudut rasuk pembiasan juga.

Had dan jumlah pantulan dalaman

Satu lagi kesan penting undang -undang Snell adalah apa yang dikenali sebagai sudut had. Ini dipanggil sudut kejadian yang sepadan dengan sudut pembiasan 90º.

Apabila ini berlaku, sinar refracted bergerak siram dengan permukaan pemisahan kedua -dua media. Sudut ini juga dipanggil sudut kritikal.

Untuk sudut di atas sudut had, fenomena yang dipanggil jumlah pantulan dalaman dihasilkan. Apabila ini berlaku, tidak ada pembiasan, kerana seluruh rasuk cahaya dicerminkan secara dalaman. Jumlah refleksi dalaman hanya berlaku apabila ia pergi dari medium dengan indeks pembiasan lebih besar daripada medium dengan indeks pembiasan yang lebih rendah.

Penggunaan keseluruhan refleksi dalaman adalah pengaliran cahaya melalui serat optik tanpa mengambil kerugian tenaga. Terima kasih kepadanya, kami dapat menikmati kelajuan pemindahan data yang tinggi yang ditawarkan oleh Fiber Optic Networks.

Eksperimen

Percubaan yang sangat asas untuk dapat melihat fenomena pembiasan terdiri daripada memperkenalkan pensil atau pena dalam gelas yang penuh dengan air. Akibat pembiasan cahaya, bahagian pensil atau pena tenggelam kelihatan sedikit patah atau menyimpang berkenaan dengan trajektori yang dijangka mempunyai.

Velual [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)]

Anda juga boleh cuba melakukan percubaan yang sama dengan penunjuk laser. Sudah tentu, perlu mencurahkan beberapa tetes susu ke dalam segelas air untuk meningkatkan keterlihatan cahaya laser. Dalam kes ini, disarankan agar percubaan dijalankan dalam keadaan cahaya yang rendah untuk lebih menghargai trajektori rasuk cahaya.

Boleh melayani anda: lubang putih: sejarah, teori dan bagaimana ia terbentuk

Dalam kedua -dua kes, adalah menarik untuk mencuba sudut kejadian yang berbeza dan memerhatikan bagaimana sudut pembiasan berbeza mengikutnya.

Punca 

Penyebab kesan optik ini mesti dicari dalam pembiasan cahaya yang menyebabkan imej pensil (atau sinar cahaya laser) muncul di bawah air yang menyimpang dengan imej yang kita lihat di udara.

Pembiasan cahaya pada hari -ke -hari

Pembiasan cahaya dapat dilihat dalam banyak situasi hari ke hari kita. Ada yang telah menamakannya, yang lain diberitahu di bawah.

Akibat pembiasan adalah bahawa kolam kelihatan kurang mendalam daripada mereka sebenarnya.

Satu lagi kesan pembiasan adalah pelangi yang berlaku kerana cahaya dibiaskan ketika menyeberangi titisan air yang ada di atmosfera. Ia adalah fenomena yang sama yang berlaku apabila pancaran cahaya melintasi prisma.

Satu lagi akibat dari pembiasan cahaya ialah kita melihat matahari terbenam matahari ketika beberapa minit telah berlalu sejak ia benar -benar berlaku.

Rujukan

1. Cahaya (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mac 2019, dari.Wikipedia.org.
2. Burke, John Robert (1999). Fizik: Sifat perkara. Mexico City: Editor Thomson Antarabangsa. 
3. Jumlah refleksi dalaman (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 12 Mac, 2019, dari.Wikipedia.org.
4. Cahaya (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 13 Mac, 2019, dari.Wikipedia.org.
5. Lekner, John (1987). Teori refleksi, gelombang elektromagnet dan parti. Springer.
6. Pembiasan (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mac 2019, dari.Wikipedia.org.
7. Crawford jr., Frank s. (1968). Gelombang (Kursus Fizik Berkeley, Vol. 3), McGraw-Hill.