It ferskynsel fan de brekking fan it ljocht - It ... de wet fan 'e brekking fan ljocht

It ferskynsel fan de brekking fan it ljocht - is in natuerlike ferskynsel dat optreedt elke kear de golf reizget fan it iene materiaal ta de oare, wêrby't syn Velocity fariearret. Visueel, dan blykt dat feroaret de rjochting fan de fuortplanting.

Natuerkunde: brekking fan it ljocht

As de ynsidint beam slacht de ynterface tusken de twa media op in hoeke fan 90 °, dan neat bart, dan bliuwt te bewegen yn deselde rjochting op in rjocht hoeke nei de ynterface. As de hoeke fan foarkommen oars 90 °, refractive fenomeen optreedt. Dit foarbyld produsearret frjemde effekten lykas de skyn fraktuer foarwerp in part ûnderdompele yn wetter of in loftspegeling sjoen yn 'e hite woastyn zand.

Skiednis fan ûntdekking

Yn 'e earste ieu f. e. Grykske geograaf en stjerrekundige Ptolemaeus besocht om wiskundich útlizze de brekking, mar de wet foarsteld troch him letter die bliken te wêzen net betrouber. Yn de XVII ieu. Nederlânsk wiskundige Willebrord Snellius ûntwikkele de wet, dy't bepaalt de bedrach ferbân mei de ferhâlding fan it foarfal en refracted hoeken, dat waard letter neamd de yndeks fan brekking materiaal. Yn feite, hoe mear de stof is by steat om te refract ljocht, wat heger it taryf. Potlead yn it wetter "brutsen" omdat de strielen út it, jo wize oan 'e loft-wetter ynterface foar it berikken fan it each. Om de teloarstelling fan Snellius, hy hat it net slagge om de oarsaak fan dit effekt.

Yn 1678, in oare Nederlânske wittenskipper Christiaan Huygens ûntwikkele in wiskundige relaasje dat ferklearret de waarnimmings Snellius en suggerearre dat it fenomeen fan 'e brekking fan it ljocht - is it gefolch fan wikseljend de faasje dêr't de beam giet fia de twa-fermiddens. Huygens fêststeld dat de hâlding hoeken fan ljocht passing troch twa materiaal mei ferskillende Indices fan brekking moat wêze gelyk oan de ferhâlding fan syn snelheid yn elk materiaal. Sa, it is postulearret dat yn in medium hawwen fan in hegere brekkingsyndeks, it ljocht beweecht mear stadich. Mei oare wurden, de snelheid fan it ljocht troch it materiaal is omkeard evenredich oan de brekkingsyndeks. Hoewol't de wet waard dêrnei befêstige bearjendewei, foar in soad ûndersikers op it momint dat it wie net dúdlik, t. Om. Gjin betrouber middel fan mjitten fan de snelheid fan it ljocht. Wittenskippers tochten dat it net ôfhinklik is fan de snelheid fan it materiaal. Allinnich 150 jier nei Huygens 'ljochtsnelheid dea waard mjitten mei genôch krektens, wermei him rjocht.

Absolút yndeks fan brekking

Absolút brekkingsyndeks n fan de transparante materiaal of in materiaal is definiearre as de relative faasje dêr't ljocht giet therethrough ten opsichte fan de snelheid yn vácuo: n = c / v, dêr't c - snelheid fan ljocht yn fakuüm, en v - yn it materiaal.

Fansels, de brekking fan it ljocht yn in fakuum, sûnder fan in stof is ôfwêzich en der is in absolute figuer 1. Foar oare transparent materialen dizze wearde is grutter as 1. brekking fan it ljocht yn 'e loft kin brûkt wurde om te berekkenjen it ûnbekende parameters materiaal (1.0003).

Snellius syn wet

Wy yntrodusearje guon definysjes:

• it foarfal beam - in beam dy't ticht by de ôfskieding medium;
• drop punt - de ôfskieding punt by dêr't it falt;
• de refracted ray ferlitten fan de ôfskieding media;
• normaal - a line lutsen heaks op de ôfskieding oan 'e punt fan foarkommen;
• hoeke fan ynsidinsje - de hoeke tusken de normale en it ynsidint beam;
• bepale de refractive hoeke kin wêze as de hoeke tusken de refracted ray en it normaal.

Neffens de wetten fan brekking:

1. It ynsidint, de refracted ray en de normale binne yn itselde fleantúch.
2. De ferhâlding fan Sines fan de Angelen fan foarkommen en brekking is de ferhâlding fan 'e brekking coefficients fan' e earste en twadde medium: sûnde i / sin r = n r / n i.

De wet fan 'e brekking fan it ljocht (Snellius), beskriuwt de relaasje tusken de Angelen fan de twa weagen en Indices fan brekking fan' e beide media. As in weach giet út in minder refractive medium (bgl loft) op in refractive (bgl, wetter), syn Velocity sakket. Oarsom doe't it ljocht giet út it wetter yn 'e loft, de snelheid tanimt. De hoeke fan ynsidintsje oan 'e earste medium ten opsichte fan de normale hoeke fan brekking en de twadde sil fariearje evenredich mei it ferskil yn brekkingsyndeks tusken de twa materialen. As in weach giet út in medium mei in lege koëffisjint fan in medium mei in heger, dan bûcht nei normaal. En as krekt oarsom, dan sille fuortsmiten wurde.

De relative brekkingsyndeks

Light brekking rjocht docht bliken dat de ferhâlding fan de sinus werom fan it foarfal en refracted hoeken gelyk oan in konstante dat is de ferhâlding fan 'e velocities fan ljocht yn' e beide media.

_{sûnde i / sin r = n r} / n i = (c / v r) / (c / v i) = v I / v r

Relaasje n _r / n _ik hjit in relative yndeks fan brekking foar dizze stoffen.

In oantal ferskynsels dy't it gefolch fan brekking faak sjoen yn it deistich libben. It effekt fan 'e "brutsen" pencil - ien fan de meast foarkommende. Eagen en brein folgje de strielen werom yn it wetter as oft se waarden net refracted, en komt út it foarwerp yn in rjochte line, it meitsjen fan in firtuele byld dat ferskynt oan yn mindere djipte.

dispersion

Foarsichtich mjitgegevens sjen litte dat de brekking fan it ljocht golflingte emission of kleur hawwe in grutte ynfloed. Mei oare wurden, in stof hat in protte brekkingsyndeks dat kinne ôfwike mei feroaring fan de kleur of golflingte.

Sa'n feroaring fynt plak yn alle trochsichtige media en hjit dispersion. De mjitte fan dispersion fan de bysûndere materiaal hinget ôf fan hoe't de brekkingsyndeks ferskilt mei golflingte. Mei tanimmende golflingte wurdt minder útsprutsen ferskynsel brekking fan ljocht. Dat wurdt befêstige troch it feit dat pears refract mear as read, omdat syn golflingte is koarter. Troch dispersion yn de gebrûklike glês komt bekend Splitting ljocht yn syn ûnderdielen.

útwreiding fan it ljocht

Oan 'e ein fan' e XVII ieu, Sir Isaak Nyuton ferrjochtsje liet rige fan eksperiminten dy't late ta syn ûntdekking fan it sichtbere spektrum, en hat sjen litten dat wyt ljocht bestiet út in oardere ferskaat oan kleuren fariearjend fan pears troch blau, grien, giel, oranje en reade finishing. Wurkje yn in tsjustere keamer, Newton pleatst in glêzen prisma yn in smel beam penetrates troch in gat yn it finster lûken. As troch in prisma is refracted ljocht - it glês te projektearje it op in skerm yn in oardere spektrum.

Newton konkludearre dat wyt ljocht is in mingsel fan ferskate kleuren, en dat it prisma "ferstruit" it wite ljocht, refracting elke kleur út in oare hoeke. Newton koe net diele kleuren troch passing se troch in twadde prisma. Mar doe't hy sette de twadde prisma is hiel ticht by de earste, sadat alle kleuren ferspraat en gyng yn 'e twadde prisma, de ûndersikers fûn dat de kleuren wurde recombined e nij te foarmjen wyt ljocht. Dizze ûntdekking op oertsjûgjende wize bewiisd de Spektrale gearstalling fan ljocht dat kin maklik ferdield en ferbûn.

dispersion fenomeen spilet in wichtige rol yn in grut tal ferskillende ferskynsels. Rainbow is it gefolch fan 'e brekking fan it ljocht yn dripkes fan rein, it meitsjen fan in yndrukwekkende sicht fan' e Spektrale ferrotting, fergelykber mei dat wat komt foar yn it prisma.

De krityske hoeke en de totale ynterne spegelbyld

Wannear't it trochjaan fia in medium mei in hegere yndeks fan brekking yn in medium mei in legere beweging paad fan 'e weagen bepaald troch de hoeke fan it foarkommen mei respekt foar ôfskieding fan de twa materialen. As de hoeke fan it foarkommen grutter in bepaalde wearde (ôfhinklik fan de yndeks fan de brekking fan 'e twa materialen), dat berikt dêr in punt dêr't ljocht is net refracted yn' e medium mei in legere yndeks.

Kritike (of limyt) de hoeke definearre as de hoeke fan foarkommen, resultearret yn 'e hoeke fan' e brekking fan 90 °. Mei oare wurden, as de hoeke fan foarkommen minder as de krityske brekking komt foar, en as it is gelyk oan it, de refracted beam giet lâns de romte skieden de twa materialen. As de hoeke fan foarkommen grutter is dan it kritysk, it ljocht komt ta utering werom. Dit ferskynsel wurdt bekend as totaal ynterne spegelbyld. Foarbylden fan syn brûken - diamanten en optischen fezels. De besuniging diamant befoarderet totaal ynterne spegelbyld. It grutste part fan 'e strielen it ynfieren troch de top fan' e diamant, sil ta utering oant se berikke it boppeste oerflak. Dit is wat jout diamanten harren glitter. De glêstried is in glêzen "hier", binne sa tin, dat doe't ljocht komt yn it iene ein, it kin net ûntkomme. En pas as de beam berikt de oare ein, Hy sil by steat wêze om te ferlitte de glêstried.

Begripe en beheare

Optyske apparaten, fariearjend fan mikroskopen en teleskopen nei kamera, video Projektoren, en sels it minsklik each kin in berop dwaan op it feit dat it ljocht kin wurde rjochte, refracted en ta utering.

Brekking produsearret in breed oanbod fan ferskynsels, ynklusyf mirages, reinbôgen, optyske yllúzjes. Troch de brekking fan in dikke-walled glas bier liket te wêzen mear folslein, en de sinne giet del foar in pear minuten letter as dat it eins is. Miljoenen minsken brûke refractive macht te ferbetterje fyzje mankeminten mei help fan bril of kontakt linzen. Troch it begripen fan dizze eigenskippen fan ljocht en behear, kinne wy sjogge details ûnsichtber mei it bleate each, likefolle oft se op in mikroscoop slide of yn in fiere galaxy.