Brydninggiverlys er det fænomen, der består i ændringen af formeringshastighed af den elektromagnetiske bølge, når den krydser forskellige optiske medier. Under brydning, længden af bølge af lys skifter, mens din frekvens forbliver konstant. Brydningen kan måske eller ikke ledsages af en lave ompåretning af formering af lys.
Seogså:Naturens mest fantastiske optiske fænomener
Introduktion til lysbrydning
DET brydning opstår, når lys krydser grænsefladen mellem to optiske og gennemsigtige medier, som luft og vand. Når dette sker, hastighediformeringgiverlysændringer, da denne hastighed afhænger af en egenskab ved hvert kaldt optisk medium indeksibrydningabsolut.
Det absolutte brydningsindeks er a storheddimensionsløs, det vil sige en størrelse, der ikke har nogen måleenhed, beregnet af forholdet mellem lysets hastighed i vakuum og lysets hastighed i det medium.
ingen - brydningsindeks
ç - lysets hastighed i vakuum (c ≈ 3.0.108 Frk)
v - lysets hastighed i midten (m / s)
Jo højere et brydningsindeks er, jo langsommere er lysets hastighedhvisspreder sig inde i det, med andre ord, siger vi, at midten er mere refringent. Da der ikke er noget optisk medium, hvor lys bevæger sig hurtigere end i vakuum, er det absolutte brydningsindeks altid større end eller lig med 1.
Kontroller brydningsindekset for nogle kendte optiske medier i nedenstående tabel:
optisk medium |
Brydningsindeks |
Atmosfærisk luft (25 ° C) |
1,00029 |
Vand (25 ° C) |
1,33 |
Ætanol |
1,36 |
bordsalt |
1,54 |
Glycerin |
1,90 |
Akryl |
1,49 |
Diamant |
2,42 |
Læs også: Fysiske opdagelser, der skete ved et uheld
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Lysbrydning og dens egenskaber
DET brydninggiverlys altid opstår, når relativ brydningsindeks mellem to midler er forskelligeaf 1. Formlen for det relative brydningsindeks er vist nedenfor, bemærk:
ingen1,2 - relativ brydningsindeks for medium 1 og 2;
ingen1 og ikke2 - brydningsindeks for henholdsvis lyskildemediet og lysdestinationsmediet
v1 og dig2 - hastighed for udbredelse af lys i det medium, hvor lyset henholdsvis fremkommer og nedsænkes.
I modsætning til det absolutte brydningsindeks, som måler forholdet mellem lysets hastighed i det medium og lysets hastighed i et vakuum, Relativt brydningsindeks måler forholdet mellem lysudbredelseshastigheden i de to medier og derfor kan den antage værdier større eller mindre end 1.
Ændringen i lyshastigheden, der passerer fra medium 1 til medium 2, kan forårsage en lateral forskydning af lysstrålen. Denne ændring sker, hvis den pågældende lysstråle rammer vinkelret til overfladen (90º) i samme retning som ligenormalt til planen. Den normale linje bruges igen som en reference til målingerne af indfaldsvinkler og brydning, som vist i følgende figur:
θjeg og θr – incidens og brydningsvinkler
ingen1 og ikke2- brydningsindeks for medier 1 og 2
En anden vigtig kendsgerning om lysbrydning vedrører afhængighed imellem brydningsindeks og lysfrekvens utilsigtet hændelse. Ændringen i lysets hastighed afhænger blandt andet af lysets "farve": jo højere frekvensen af lysbølgen er, desto lavere er det absolutte brydningsindeks for mediet. Derfor er det hvide lys spredt i flere farvede bånd, når de passerer gennem et prisme: hver af dets komponenter har et specifikt brydningsindeks, og dette får hver af dem til at gennemgå en specifik retningsændring. Vil du bedre forstå de forskellige frekvenser af lys? Få adgang til vores tekst: elektromagnetiske spektrum.
Brydningslove
Når vi først har kendt de vigtigste brydningsbegreber, kan vi forstå, hvordan brydningslove:
→ 1. brydningslov
DET første brydningslov anfører, at lysstrålerutilsigtet hændelse og brydedesåvel som den normale linje er lige coplanarde vil være indeholdt i samme plan.
→ 2. brydningslov - Snell-Descartes-loven
DET anden brydningslov, også kendt som Snell-Descartes 'lov, bruges til at beregne Omvejkantet led af den brydede lysstråle. Ifølge denne lov er forholdet mellem sines af indfaldsvinkler og brydning lig med forholdet mellem lysets hastigheder i henholdsvis det indfaldende og brydede medium. Formlen for 2. brydningslov er vist nedenfor, bemærk:
Løst øvelser om lysbrydning
Spørgsmål 1) Bestem det absolutte brydningsindeks for et optisk medium, hvor lys udbreder sig med en hastighed på 2.4.108 Frk.
Data: c = 3.0.108 Frk
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Feedback: Bogstav C. For at løse øvelsen, lad os bruge det absolutte indeks for brydningsformel:
Spørgsmål 2) En lysstråle, der kommer fra et medium, hvor dets formeringshastighed er 1.5.108 m / s falder på grænsefladen til et andet optisk medium, hvor lys udbreder sig med en hastighed på 2.0.108 Frk. Beregn det relative brydningsindeks mellem disse optiske medier.
a) 1.33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Feedback: Bogstav a. Vi vil bruge den relative brydningsindeksformel:
Af Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Lysbrydning"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Adgang til 27. juni 2021.
