რეფრაქციის ინდექსი: რა არის ეს, მაგიდა, სავარჯიშოები

რეფრაქციის ინდექსი არის განზომილებიანი ფიზიკური სიდიდე რომელიც ზომავს შემცირებას სინათლის სიჩქარე როდესაც იგი გადადის ზოგიერთის საშუალებით გამჭვირვალე ოპტიკური საშუალება. სინათლის სიჩქარის შემცირების შესაძლებლობას ეწოდება refringence.

ისინი არსებობენ ორი ტიპი რეფრაქციის ინდექსი: აბსოლუტური და ფარდობითი. ო აბსოლუტური რეფრაქციის ინდექსი, რომლის ყველაზე მცირე შესაძლო მნიშვნელობაა 1, გამოითვლება ვაკუუმში სინათლის სიჩქარისა და სხვა შუქის სიჩქარის თანაფარდობით. ო ფარდობითი რეფრაქციის ინდექსი, თავის მხრივ, განისაზღვრება თანაფარდობით სინათლის სიჩქარეს შორის ორ გარემოში, გარდა ვაკუუმისა, რომელიც შეიძლება იყოს 1-ზე ნაკლები.

გარდატეხის ინდექსი 1-ის ტოლია, რომ შუაგულში, რომელშიც იგი ვრცელდება, სინათლე იმავე სიჩქარით მიდის, როგორც ვაკუუმის გავლით. გარდატეხის ინდექსი 2 – ის ტოლია, მაგალითად, მიუთითებს იმაზე, რომ ვაკუუმში სინათლე ორჯერ სწრაფად გავრცელდება, ვიდრე გარემოში, რომლის გარდატეხის ინდექსი უდრის 2 – ს.

იხილეთ აგრეთვე: ბოლოს და ბოლოს, რა არის სინათლე?

აბსოლუტური და ფარდობითი რეფრაქციის ინდექსი

ო ინდექსი

რეფრაქციააბსოლუტური გამოითვლება ვაკუუმში სინათლის სიჩქარის თანაფარდობით, რომლის სიმბოლოა ჩ და რომლის ღირებულებაც დაახლოებით უდრის 3,0.10⁸ ქალბატონი (299,792,458 მ / წმ), ხოლო სინათლის სიჩქარე ა საკმაოდგამჭვირვალე და ერთგვაროვანი ნებისმიერი, სიმბოლიზებულია ასო v- ით:

არა - რეფრაქციის ინდექსი

ჩ - სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში (3.0.10⁸ ქალბატონი)

ვ - შუქის სიჩქარე შუაში

ზემოთ მოცემული ფორმულა მიუთითებს იმაზე, რომ ამის გზა არ არსებობს რეფრაქცია მნიშვნელობა 1-ზე ნაკლები, რადგან საშუალო, რომელშიც სინათლეს უფრო დიდი სიჩქარით მოძრაობა შეუძლია, თავად ვაკუუმია.

ო ფარდობითი რეფრაქციის ინდექსი გამოითვლება თანაფარდობით ორი ოპტიკური საშუალების აბსოლუტურ რეფრაქციულ მაჩვენებლებს შორის, 1 და 2, როდესაც სინათლის სხივი გადალახავს. ასეთი ინდექსის დაანგარიშება შესაძლებელია შემდეგნაირად ნაჩვენები სურათის მიხედვით. შეხედე:

არა_1,2 - საშუალო 1 – ის რეფრაქციის ინდექსი საშუალო 2 – სთან მიმართებაში

ვ₁ და შენ₂- სინათლის სიჩქარე 1 და 2 მედიაზე

რეფრაქციის ინდექსი და ტალღის სიგრძე

ო რეფრაქციის ინდექსი ოპტიკური საშუალება დამოკიდებულია სიგრძეწელსტალღა სინათლის, რომელიც მასში გადის. ეს ფენომენი ცნობილია, როგორც ქრომატული დისპერსია. სწორედ ამ მიზეზით, როდესაც პრიზმაში ან წყლის წვეთში გადის, თეთრი შუქი, რომელიც წარმოიქმნება ყველა კომბინაციით ხილული ფერები (ამიტომ მას პოლიქრომატული შეიძლება ეწოდოს), ის განიცდის დისპერსიას, რაც საშუალებას გვაძლევს დავაკვირდეთ ფერების გამიჯვნას ხილული სპექტრი.

პრიზმებში გამოყენებული სათვალეების მაღალი რეფრაქციის ინდექსი იწვევს სინათლის გაფანტვას.

რეფრაქციის ინდექსია უკუპროპორციულია სინათლის ტალღის სიგრძე, ასე რომ რაც უფრო მოკლეა სინათლის ტალღის სიგრძე, მით უფრო მაღალია სინათლის გარდატეხის ინდექსი მოცემული საშუალებისთვის. ამიტომ, იგივე გარემოს რეფრაქციის ინდექსი უფრო მაღალი იქნება იისფერი შუქისთვის, ვიდრე წითელი შუქისთვის, მაგალითად.

რეფრაქციის ინდექსი და ტემპერატურა

რეფრაქციის ინდექსს აქვს კავშირი ტემპერატურა შუაში, მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ ის იცვლება ტემპერატურის ცვლილების, არამედ სიმკვრივის ცვლილებების გამო. ეს ურთიერთქმედება რეფრაქციის ინდექსსა და ტემპერატურას შორის არის ის, რაც იწვევს დამახინჯების წარმოქმნას და მირაჟები მწვავე ზედაპირებზე, მაგალითად ასფალტზე ან მანქანის კაპოტზე ძალიან ცხელ დღეს, რადგან ჰაერის გათბობა იწვევს მის დილატაცია. ამ გზით იკლებს მისი სიმკვრივე, აგრეთვე რეფრაქციის ინდექსი.

წაიკითხეთ ასევე:ოპტიკის შესწავლის ძირითადი თემები

რეფრაქციული ინდექსების ცხრილი

შემდეგ ცხრილში მოცემულია ცნობილი მასალების ზოგიერთი რეფრაქციული ინდექსები.

გადაჭრილი ვარჯიშები რეფრაქციის ინდექსზე

კითხვა 1 - (UFPR) მოცემულ გარემოს აქვს რეფრაქციის ინდექსი n₁. სხვა საშუალებას აქვს რეფრაქციის ინდექსი n₂. შეამოწმეთ ალტერნატივა, რომელიც სწორად გამოხატავს ურთიერთობას სინათლის სიჩქარის მოდულებს შორის ორ მედიაში, როდესაც n₂ = 2n₁.

ა) ვ₂ = 4 ვ₁

ბ) ვ₂ = 2 ვ₁

CV₂ = ვ₁

დ) ვ₂ = ვ₁/2

ე) ვ₂ = ვ₁/4

შაბლონი: ასო დ.

რეზოლუცია:

ვინაიდან საშუალო რეფრაქციის ინდექსი 2-ის საშუალოა ორჯერ გარდატეხის ინდექსი, ეს უნდა გვესმოდეს რომ საშუალო სინათლის 2 სინათლის გავრცელების სიჩქარე ორჯერ ნაკლებია ვიდრე იგივე სიჩქარე საშუალოში 1.

კითხვა 2 - (ყური) სინათლის გავრცელების სიჩქარის გათვალისწინებით ორ ერთგვაროვან და განსხვავებულ გარემოში, შესაბამისად თანაბარი 200,000 კმ / წმ და 120,000 კმ / წმ სიჩქარეზე განსაზღვრეთ პირველი საშუალო ფარდობის რეფრაქცია მეორეზე. განვიხილოთ სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში, რომელიც უდრის 300,000 კმ / წმ-ს.

ა) 0.6

ბ) 1.0

გ) 1.6

დ) 1.7

შაბლონი: ასო ა.

რეზოლუცია:

საკითხის გადასაჭრელად საკმარისია გაყოთ სიჩქარეები, რომლითაც ვრცელდება სინათლე ორ მედიაში. მას შემდეგ, რაც ჩვენ გვინდა ვიცოდეთ პირველი მედიის რეფრაქციის ფარდობითი ინდექსი მეორეთან მიმართებაში, უნდა გავაკეთოთ შემდეგი გაანგარიშება:

კითხვა 3 - (Enem) ფიგურა წარმოადგენს გამჭვირვალე მასალისგან დამზადებულ ოპტიკურ პრიზმას და რომლის გარდატეხის ინდექსი იზრდება მასზე სინათლის სიხშირით. სინათლის სხივი, რომელიც შედგება წითელი, ლურჯი და მწვანე შუქებისგან, ეცემა A სახეზე და ჩნდება B სახეზე და მას შემდეგ, რაც სარკე აისახება, ის ხვდება ფილმს ფერადი ფოტოგრაფიისთვის, სამი გამოავლენს ქულები.

ფილმში გამოვლენილ ნათელ ლაქებზე დაკვირვება, ქვევიდან ზემოდან ჩანს შემდეგი ფერები:

ა) წითელი, მწვანე, ლურჯი.

ბ) მწვანე, წითელი, ლურჯი.

გ) ლურჯი, მწვანე, წითელი.

დ) მწვანე, ლურჯი, წითელი.

ე) ლურჯი, წითელი, მწვანე.

შაბლონი: ასო ა.რეზოლუცია:

ცნობილია, რომ რეფრაქციის ინდექსი პირდაპირ კავშირშია სინათლის ტალღის სიგრძესთან - რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით მეტია საშუალო რეფრაქციის ინდექსი. ამ გზით, სინათლის სხივი, რომელიც განიცდის უდიდეს გადახრას, არის ლურჯი, რომელიც ასახვის შემდეგ ხდება სინათლის პირველი წერტილი, ქვევიდან ზემოდან.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm