BrechunggibtLicht ist das Phänomen, das in der Veränderung von consists besteht Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle, wenn sie verschiedene optische Medien durchquert. Während der Brechung, die Länge von Welle von Lichtveränderungen, während Ihr Frequenz Überreste Konstante. Die Refraktion kann von a. begleitet sein oder nicht VeränderungbeimRichtung der Lichtausbreitung.
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Einführung in die Lichtbrechung
DAS Brechung tritt auf, wenn Licht die Grenzfläche zwischen zwei optische und transparente Medien, wie Luft und Wasser. Wenn dies passiert, GeschwindigkeitimVermehrunggibtLichtÄnderungen, da diese Geschwindigkeit von einer Eigenschaft jedes optischen Mediums abhängt, genannt IndeximBrechungabsolut.
Der absolute Brechungsindex ist a ehrgeizigdimensionslos, d.h. eine Menge ohne Maßeinheit, berechnet durch das Verhältnis zwischen den Lichtgeschwindigkeit im Vakuum und die Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium.
Nein - Brechungsindex
ç – Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c ≈ 3.0.108 Frau)
v - Lichtgeschwindigkeit in der Mitte (m/s)
Je höher der Brechungsindex eines Mediums, desto langsamer ist die Lichtgeschwindigkeitwennbreitet sich aus drinnen, mit anderen Worten, wir sagen, dass die Mitte mehr ist brechend. Da es kein optisches Medium gibt, in dem sich Licht schneller ausbreitet als im Vakuum, ist der absolute Brechungsindex immer größer oder gleich 1.
Überprüfen Sie den Brechungsindex einiger bekannter optischer Medien in der folgenden Tabelle:
optisches Medium |
Brechungsindex |
Atmosphärische Luft (25°C) |
1,00029 |
Wasser (25°C) |
1,33 |
Ethylalkohol |
1,36 |
Tisch salz |
1,54 |
Glycerin |
1,90 |
Acryl |
1,49 |
Diamant |
2,42 |
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Lichtbrechung und ihre Eigenschaften
DAS BrechunggibtLicht tritt immer auf, wenn die relativer Brechungsindex zwischen zwei Mitteln ist andersvon 1. Die Formel für den relativen Brechungsindex ist unten gezeigt, beachten Sie:
Nein1,2 – relativer Brechungsindex der Medien 1 und 2;
Nein1 und nicht2 – Brechungsindex des Lichtquellenmediums bzw. des Lichtzielmediums;
v1 und du2 – Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts im Medium, in das Licht austritt bzw. eintaucht.
Im Gegensatz zum absoluten Brechungsindex, der die Beziehung zwischen der Lichtgeschwindigkeit in diesem Medium und der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum misst, ist der Der relative Brechungsindex misst die Beziehung zwischen der Lichtausbreitungsgeschwindigkeit in den beiden Medien und kann daher Werte annehmen größer oder kleiner als 1.
Die Änderung der Lichtgeschwindigkeit von Medium 1 zu Medium 2 kann den Anschein einer seitlichen Verschiebung des Lichtstrahls verursachen. Diese Änderung geschieht, wenn der betreffende Lichtstrahl trifft hit senkrecht zur Oberfläche (90º), in die gleiche Richtung wie die Geradenormal nach Plan. Die Normallinie wiederum dient als Referenz für die Messungen der Einfallswinkel und Brechung, wie in der folgenden Abbildung gezeigt:
θich undr – Einfalls- und Brechungswinkel
Nein1 und nicht2– Brechungsindex der Medien 1 und 2
Eine weitere wichtige Tatsache über die Lichtbrechung betrifft die Abhängigkeit zwischen den Brechungsindex und der Lichtfrequenz Vorfall. Die Änderung der Lichtgeschwindigkeit hängt unter anderem von der „Farbe“ des Lichts ab: je höher die Frequenz der Lichtwelle, desto niedriger der absolute Brechungsindex des Mediums. Deshalb das weiße Licht verstreut in mehreren farbigen Bändern beim Durchgang durch ein Prisma: Jeder seiner Bestandteile hat einen bestimmten Brechungsindex, wodurch jeder von ihnen eine bestimmte Richtungsänderung erfährt. Möchten Sie die verschiedenen Frequenzen des Lichts besser verstehen? Greifen Sie auf unseren Text zu: elektromagnetisches Spektrum.
Brechungsgesetze
Sobald wir die Hauptkonzepte der Refraktion kennen, können wir verstehen, wie die Brechungsgesetze:
→ 1. Brechungsgesetz
DAS erstes Brechungsgesetz besagt, dass die LichtstrahlenVorfall und gebrochen, sowie die Normallinie sind gerade koplanard.h. sie müssen in derselben Ebene enthalten sein.
→ 2. Brechungsgesetz - Snell-Descartes-Gesetz
DAS zweites Brechungsgesetz, auch bekannt als Gesetz von Snell-Descartestes, wird verwendet, um die zu berechnen Umleitungeckig durch den gebrochenen Lichtstrahl gelitten. Nach diesem Gesetz ist das Verhältnis zwischen den Sinus der Einfalls- und Brechungswinkel gleich dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeiten im einfallenden bzw. im gebrochenen Medium. Die Formel für das 2. Brechungsgesetz ist unten gezeigt, beachten Sie:
Gelöste Übungen zur Lichtbrechung
Frage 1) Bestimmen Sie den absoluten Brechungsindex eines optischen Mediums, in dem sich Licht mit einer Geschwindigkeit von 2.4.10. ausbreitet8 Frau.
Daten: c = 3.0.108 Frau
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Feedback: Buchstabe C. Um die Aufgabe zu lösen, verwenden wir die Formel für den absoluten Brechungsindex:
Frage 2) Ein Lichtstrahl, der von einem Medium kommt, in dem seine Ausbreitungsgeschwindigkeit 1,5.10. beträgt8 m/s fällt auf die Grenzfläche eines anderen optischen Mediums, in dem sich Licht mit einer Geschwindigkeit von 2.0.10. ausbreitet8 Frau. Berechnen Sie den relativen Brechungsindex zwischen diesen optischen Medien.
a) 1,33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Feedback: Buchstabe a. Wir verwenden die Formel für den relativen Brechungsindex:
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
Möchten Sie in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit auf diesen Text verweisen? Aussehen:
HELERBROCK, Rafael. "Lichtbrechung"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.
