Διάθλασηδίνειφως είναι το φαινόμενο που συνίσταται στην αλλαγή του ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος όταν διασχίζει διαφορετικά οπτικά μέσα. Κατά τη διάρκεια της διάθλαση, το μήκος του κύμα του φωτός αλλάζει, ενώ σας συχνότητα λείψανα συνεχής. Η διάθλαση μπορεί ή όχι να συνοδεύεται από α αλλαγήστοκατεύθυνση της διάδοσης του φωτός.
Κοίταεπίσης:Τα πιο εκπληκτικά οπτικά φαινόμενα της φύσης
Εισαγωγή στη διάθλαση του φωτός
Ο διάθλαση συμβαίνει όταν το φως διασχίζει τη διεπαφή μεταξύ δύο οπτικά και διαφανή μέσα, όπως ο αέρας και το νερό. Όταν συμβεί αυτό, το ταχύτητασεδιάδοσηδίνειφωςαλλαγές, δεδομένου ότι αυτή η ταχύτητα εξαρτάται από ένα χαρακτηριστικό κάθε οπτικού μέσου που ονομάζεται δείκτηςσεδιάθλασηαπόλυτος.
Ο απόλυτος δείκτης διάθλασης είναι α μεγαλείοχωρίς διάσταση, Δηλαδή, μια ποσότητα που δεν έχει μονάδα μέτρησης, υπολογιζόμενη με την αναλογία μεταξύ του ταχύτητα φωτός σε κενό και την ταχύτητα του φωτός σε αυτό το μέσο.
όχι - διαθλαστικός δείκτης
ντο - ταχύτητα φωτός σε κενό (c ≈ 3.0.108 Κυρία)
β - ταχύτητα φωτός στη μέση (m / s)
Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου, τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα με την οποία φωτίζεταιανεξαπλώνεται μέσα του, με άλλα λόγια, λέμε ότι η μέση είναι περισσότερο απρόθυμος. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει οπτικό μέσο στο οποίο το φως ταξιδεύει γρηγορότερα από το κενό, ο απόλυτος δείκτης διάθλασης είναι πάντα μεγαλύτερο από ή ίσο με 1.
Ελέγξτε τον δείκτη διάθλασης ορισμένων γνωστών οπτικών μέσων στον παρακάτω πίνακα:
οπτικό μέσο |
Διαθλαστικός δείκτης |
Ατμοσφαιρικός αέρας (25 ° C) |
1,00029 |
Νερό (25 ° C) |
1,33 |
Εθυλική αλκοόλη |
1,36 |
επιτραπέζιο αλάτι |
1,54 |
Γλυκερίνη |
1,90 |
Ακρυλικό |
1,49 |
Διαμάντι |
2,42 |
Διαβάστε επίσης: Ανακαλύψεις φυσικής που συνέβησαν από ατύχημα
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση;)
Η διάθλαση του φωτός και οι ιδιότητές της
Ο διάθλασηδίνειφως συμβαίνει πάντα όταν το σχετικός διαθλαστικός δείκτης μεταξύ δύο μέσων είναι διαφορετικόςαπό 1. Ο τύπος για το σχετικό δείκτη διάθλασης φαίνεται παρακάτω, σημειώστε:
όχι1,2 - σχετικός δείκτης διάθλασης των μέσων 1 και 2 ·
όχι1 και οχι2 - διαθλαστικός δείκτης του μέσου φωτεινής πηγής και του μέσου προορισμού φωτός, αντίστοιχα ·
β1 και εσύ2 - ταχύτητα διάδοσης του φωτός στο μέσο στο οποίο αναδύεται το φως και βυθίζεται, αντίστοιχα.
Σε αντίθεση με τον απόλυτο δείκτη διάθλασης, ο οποίος μετρά τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας του φωτός σε αυτό το μέσο και της ταχύτητας του φωτός σε κενό, το Ο σχετικός δείκτης διάθλασης μετρά τη σχέση μεταξύ της ταχύτητας διάδοσης του φωτός στα δύο μέσα και, επομένως, μπορεί να αναλάβει τιμές μεγαλύτερη ή μικρότερη από 1.
Η αλλαγή στην ταχύτητα του φωτός που περνά από το μέσο 1 στο μέσο 2 μπορεί να προκαλέσει την εμφάνιση μιας πλευρικής μετατόπισης της δέσμης φωτός. Αυτή η αλλαγή συμβαίνει εάν η εν λόγω ακτίνα φωτός χτυπήσει κάθετα στην επιφάνεια (90º), προς την ίδια κατεύθυνση με το ευθείαφυσιολογικό στο σχέδιο. Η κανονική γραμμή, με τη σειρά της, χρησιμοποιείται ως αναφορά για τις μετρήσεις του γωνίες επίπτωσης και διάθλαση, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:
θΕγώ και θρ – γωνίες συχνότητας και διάθλασης
όχι1 και οχι2- διαθλαστικός δείκτης μέσων 1 και 2
Ένα άλλο σημαντικό γεγονός σχετικά με τη διάθλαση του φωτός αφορά το εξάρτηση ανάμεσα σε διαθλαστικός δείκτης και το συχνότητα φωτός περιστατικό. Η αλλαγή στην ταχύτητα του φωτός εξαρτάται, μεταξύ άλλων, από το "χρώμα" του φωτός: όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα του φωτός, τόσο χαμηλότερος είναι ο απόλυτος δείκτης διάθλασης του μέσου. Γι 'αυτό το λευκό φως διεσπαρμένος σε πολλαπλές έγχρωμες ζώνες όταν διέρχεται από ένα πρίσμα: καθένα από τα συστατικά του έχει ένα συγκεκριμένο δείκτη διάθλασης και αυτό αναγκάζει καθένα από αυτά να υποστεί μια συγκεκριμένη αλλαγή κατεύθυνσης. Θέλετε να κατανοήσετε καλύτερα τις διαφορετικές συχνότητες φωτός; Πρόσβαση στο κείμενό μας: ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
Νόμοι της διάθλασης
Μόλις γνωρίζουμε τις κύριες έννοιες της διάθλασης, μπορούμε να καταλάβουμε πώς νόμοι της διάθλασης:
→ 1ος νόμος διάθλασης
Ο πρώτος νόμος διάθλασης δηλώνει ότι το ελαφριες ακτινεςπεριστατικό και διαθλασμένος, καθώς και η κανονική γραμμή, είναι ευθείες συμπαγής, δηλαδή, πρέπει να περιέχονται στο ίδιο επίπεδο.
→ 2ος νόμος διάθλασης - Νόμος Snell-Descartes
Ο δεύτερος νόμος διάθλασης, επίσης γνωστός ως Ο νόμος του Snell-Descartes, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του Παράκαμψηγωνιώδης υποφέρει από τη διαθλασμένη ακτίνα φωτός. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, η αναλογία μεταξύ των ημιτονοτήτων των γωνιών πρόσπτωσης και διάθλασης είναι ίση με την αναλογία μεταξύ των ταχυτήτων του φωτός στο περιστατικό και των διαθλασμένων μέσων, αντίστοιχα. Ο τύπος για τον 2ο νόμο της διάθλασης φαίνεται παρακάτω, σημειώστε:
Επιλυμένες ασκήσεις για τη διάθλαση του φωτός
Ερώτηση 1) Προσδιορίστε τον απόλυτο δείκτη διάθλασης ενός οπτικού μέσου στο οποίο το φως διαδίδεται με ταχύτητα 2.4.108 Κυρία.
Δεδομένα: c = 3.0.108 Κυρία
α) 1.75
β) 1,50
γ) 1,25
δ) 2.50
ε) 1.45
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Γ. Για να λύσουμε την άσκηση, ας χρησιμοποιήσουμε τον απόλυτο δείκτη του τύπου διάθλασης:
Ερώτηση 2) Μια ακτίνα φωτός που προέρχεται από ένα μέσο στο οποίο η ταχύτητα διάδοσης είναι 1.5.108 m / s πέφτει στη διεπαφή ενός άλλου οπτικού μέσου, στο οποίο το φως διαδίδεται με ταχύτητα 2.0.108 Κυρία. Υπολογίστε το σχετικό δείκτη διάθλασης μεταξύ αυτών των οπτικών μέσων.
α) 1.33
β) 1.40
γ) 0,72
δ) 2.57
ε) 0,63
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Α. Θα χρησιμοποιήσουμε τον σχετικό τύπο διαθλαστικού δείκτη:
Από τον Rafael Hellerbrock
Καθηγητής φυσικής
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Διάθλαση φωτός". Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
