Murdumisnäitaja on dimensioonideta füüsiline suurus mis mõõdab valguse kiirus kui see edastatakse mõne kaudu läbipaistev optiline keskkond. Nimetatakse võimet vähendada valguse kiirust refriktsioon.
Nad on olemas kahte tüüpi murdumisnäitaja: absoluutne ja suhteline. O absoluutne murdumisnäitaja, mille väikseim võimalik väärtus on 1, arvutatakse vaakumis valguse kiiruse ja mis tahes muu keskkonna valguse kiiruse suhte järgi. O suhteline murdumisnäitajaomakorda määratakse valguse kiiruse suhtega kahes keskkonnas, va vaakumis, mis võib olla väiksem kui 1.
Murdumisnäitaja, mis on võrdne 1-ga, näitab, et keskkonnas, kus see levib, liigub valgus sama kiirusega, nagu see liiguks vaakumi kaudu. Näiteks murdumisnäitaja, mis on võrdne 2, näitab, et vaakumis leviks valgus kaks korda kiiremini kui keskkonnas, mille murdumisnäitaja on võrdne 2-ga.
Vaadake ka: Lõppude lõpuks, mis on valgus?
Absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja
O indeksmurdumineabsoluutne arvutatakse vaakumis valguse kiiruse suhtega, mille sümbol on
ç ja mille väärtus on ligikaudu võrdne 3,0.108 Prl (299 792 458 m / s) ja valguse kiirus a üsnaläbipaistev ja homogeenne mis tahes, mida tähistab v-täht:
ei - murdumisnäitaja
ç - valguse kiirus vaakumis (3.0.108 Prl)
v - valguse kiirus keskel
Ülaltoodud valem näitab, et pole mingit võimalust murdumine väärtusega alla 1, kuna keskkond, milles valgus on võimeline suurema kiirusega liikuma, on vaakum ise.
O suhteline murdumisnäitaja arvutatakse kahe optilise keskkonna (1 ja 2) absoluutsete murdumisnäitajate vahelise valgusvihu ristamisel. Sellise indeksi saab arvutada vastavalt järgmisele joonisele. Vaata:
ei1,2 - sööde 1 murdumisnäitaja keskmise 2 suhtes
v1 ja sina2- valguse kiirus kandjal 1 ja 2
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
murdumisnäitaja ja lainepikkus
O murdumisnäitaja optilise keskkonna suurus sõltub pikkusaastalLaine seda läbivast valgusest. Seda nähtust tuntakse kromaatiline dispersioon. Sel põhjusel läbib prisma või veetilk läbi valge valgus, mis moodustub kõigi nähtavad värvid (sellepärast võib seda nimetada mitmevärviliseks), see hajub, võimaldades seeläbi jälgida värvide eraldumist nähtav spekter.
Murdumisnäitaja on pöördvõrdeline valguse lainepikkus, seega mida lühem on valguse lainepikkus, seda suurem on antud keskkonna valguse murdumisnäitaja. Seetõttu on sama keskkonna murdumisnäitaja violetse valguse korral kõrgem kui näiteks punase valguse korral.
murdumisnäitaja ja temperatuur
Murdumisnäitajal on suhe temperatuur keskel, kuid see ei tähenda, et see muutub temperatuuri muutuste, vaid tiheduse muutuste tõttu. See murdumisnäitaja ja temperatuuri suhe on see, mis põhjustab moonutuste tekkimist ja miraažid väga kuumal päeval soojendatud pindade, näiteks asfaldi või sõiduki kapoti kohal, kuna õhu kuumenemine põhjustab selle laienemine. Sel viisil väheneb selle tihedus ja murdumisnäitaja.
Loe ka:Optika õppimise põhiteemad
Murdumisnäitajate tabel
Järgmises tabelis on esitatud mõned teadaolevate materjalide murdumisnäitajad.
Lahendatud harjutused murdumisnäitaja kohta
1. küsimus - (UFPR) Antud söötmel on murdumisnäitaja n1. Teises keskkonnas on murdumisnäitaja n2. Kontrollige alternatiivi, mis õigesti väljendab suhet kahe valguse kiiruse moodulite vahel, kui n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
c) v2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Mall: täht D.
Resolutsioon:
Kuna sööde 2 murdumisnäitaja on kaks korda suurem kui sööde murdumisnäitaja, tuleb sellest aru saada et valguse levimiskiirus keskkonnas 2 on kaks korda väiksem kui sama kiirus keskkonnas 1.
2. küsimus - (Eear) Arvestades valguse leviku kiirust kahes homogeenses ja erinevas keskkonnas, mis on võrdsed kiirusel 200 000 km / s ja 120 000 km / s määrake esimese keskmise ja teise suhteline murdumisnäitaja. Võtke arvesse valguse kiirust vaakumis, mis võrdub 300 000 km / s.
a) 0,6
b) 1,0
c) 1.6
d) 1.7
Mall: täht a.
Resolutsioon:
Küsimuse lahendamiseks piisab valguse levimise kiiruse jagamisest kahes keskkonnas. Kuna me tahame teada esimese keskmise suhtelist murdumisnäitajat teise suhtes, peame tegema järgmise arvutuse:
3. küsimus - (vaenlane) Joonis kujutab läbipaistvast materjalist optilist prismat, mille murdumisnäitaja suureneb koos sellele langeva valguse sagedusega. Punasest, sinisest ja rohelisest tulest koosnev valgusvihk langeb näole A ja ilmub näole B ja pärast peegli peegeldamist tabab see värvifotode jaoks mõeldud filmi, paljastades kolm punkte.
Vaadates filmis ilmnenud heledaid laike alt üles, on näha järgmised värvid:
a) punane, roheline, sinine.
b) roheline, punane, sinine.
c) sinine, roheline, punane.
d) roheline, sinine, punane.
e) sinine, punane, roheline.
Mall: täht a.Resolutsioon:
On teada, et murdumisnäitaja on otseselt seotud valguse lainepikkusega - mida lühem lainepikkus, seda suurem on keskkonna murdumisnäitaja. Sel viisil on suurim hälve läbiv valguskiir sinine, mis pärast peegeldumist saab esimeseks valguspunktiks alt üles.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
