Refrakcjadajelekki to zjawisko polegające na zmianie prędkość propagacji fali elektromagnetycznej, gdy przechodzi ona przez różne media optyczne. Podczas refrakcja, długość fala światła się zmienia, podczas gdy twój częstotliwość pozostaje stały. Załamaniu może, ale nie musi towarzyszyć a zmianawkierunek rozprzestrzeniania się światła.
Popatrzrównież:Najbardziej niesamowite zjawiska optyczne natury
Wprowadzenie do refrakcji światła
TEN refrakcja występuje, gdy światło przechodzi przez granicę między dwoma nośniki optyczne i transparentne, jak powietrze i woda. Kiedy tak się dzieje, prędkośćwpropagacjadajelekkizmiany, ponieważ prędkość ta zależy od charakterystyki każdego medium optycznego zwanego indekswrefrakcjaabsolutny.
Bezwzględny współczynnik załamania światła to a wielkośćbezwymiarowe, to znaczy ilość, która nie ma jednostki miary, obliczona przez stosunek między prędkość światła w próżni i prędkość światła w tym medium.
Nie - współczynnik załamania światła
do – prędkość światła w próżni (c ≈ 3.0.108 SM)
v - prędkość światła w środku (m/s)
Im wyższy współczynnik załamania światła, tym wolniejsza prędkość światłagdybyrozprzestrzenia się w środku, innymi słowy, mówimy, że środek jest więcej refrakcyjny. Ponieważ nie ma ośrodka optycznego, w którym światło porusza się szybciej niż w próżni, bezwzględny współczynnik załamania światła wynosi zawsze większe lub równe 1.
Sprawdź współczynnik załamania światła niektórych znanych nośników optycznych w poniższej tabeli:
nośnik optyczny |
Współczynnik załamania światła |
Powietrze atmosferyczne (25°C) |
1,00029 |
Woda (25°C) |
1,33 |
Alkohol etylowy |
1,36 |
sól kuchenna |
1,54 |
gliceryna |
1,90 |
Akryl |
1,49 |
Diament |
2,42 |
Przeczytaj też: Fizyczne odkrycia, które zdarzyły się przez wypadek
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Załamanie światła i jego właściwości
TEN refrakcjadajelekki zawsze występuje, gdy względny współczynnik załamania między dwoma środkami jest różnez 1. Wzór na względny współczynnik załamania światła pokazano poniżej, uwaga:
Nie1,2 – względny współczynnik załamania mediów 1 i 2;
Nie1 i nie2 – współczynnik załamania odpowiednio ośrodka źródła światła i ośrodka docelowego światła;
v1 a ty2 – prędkość propagacji światła w ośrodku, w którym światło odpowiednio wyłania się i zanurza.
W przeciwieństwie do bezwzględnego współczynnika załamania, który mierzy zależność między prędkością światła w tym ośrodku a prędkością światła w próżni, Względny współczynnik załamania mierzy zależność między prędkością propagacji światła w dwóch ośrodkach a zatem może przyjmować wartości większa lub mniejsza niż 1.
Zmiana prędkości światła przechodzącego od ośrodka 1 do ośrodka 2 może spowodować pojawienie się bocznego przemieszczenia wiązki światła. Ta zmiana ma miejsce, gdy padnie dany promień światła pionowo do powierzchni (90º), w tym samym kierunku co prostonormalny do planu. Z kolei linia normalna służy jako odniesienie do pomiarów kąty padania i refrakcja, jak pokazano na poniższym rysunku:
θja ir – kąty padania i załamania
Nie1 i nie2– współczynnik załamania mediów 1 i 2
Kolejny ważny fakt dotyczący załamania światła dotyczy zależność pomiędzy współczynnik załamania światła i częstotliwość światła incydent. Zmiana prędkości światła zależy m.in. od „koloru” światła: im wyższa częstotliwość fali świetlnej, tym niższy bezwzględny współczynnik załamania ośrodka. Dlatego białe światło rozsiany w wielobarwnych pasmach przy przejściu przez pryzmat: każdy z jego elementów ma określony współczynnik załamania, a to powoduje, że każdy z nich podlega określonej zmianie kierunku. Chcesz lepiej zrozumieć różne częstotliwości światła? Uzyskaj dostęp do naszego tekstu: widmo elektromagnetyczne.
Prawa załamania
Znając główne koncepcje refrakcji, możemy zrozumieć, w jaki sposób prawa załamania:
→ I zasada załamania
TEN pierwsza zasada załamania stwierdza, że promienie światłaincydent i załamany, podobnie jak normalna linia, są proste współpłaszczyznowy, to znaczy muszą znajdować się na tej samej płaszczyźnie.
→ II prawo załamania światła - Prawo Snella-Descartesa
TEN drugie prawo załamania, znany również jako Prawo Snella-Descartesa, służy do obliczania Objazdkątowy cierpiał przez załamany promień światła. Zgodnie z tym prawem stosunek sinusów kątów padania i załamania jest równy stosunkowi odpowiednio prędkości światła padającego i załamanego. Wzór na drugą zasadę refrakcji pokazano poniżej, uwaga:
Rozwiązane ćwiczenia dotyczące załamania światła
Pytanie 1) Wyznacz bezwzględny współczynnik załamania światła ośrodka optycznego, w którym światło rozchodzi się z prędkością 2,4.108 SM.
Dane: c = 3.0.108 SM
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Sprzężenie zwrotne: Litera C. Aby rozwiązać ćwiczenie, użyjmy wzoru na bezwzględny współczynnik załamania:
Pytanie 2) Promień światła pochodzący z ośrodka, w którym jego prędkość propagacji wynosi 1,5,108 m/s pada na interfejs innego medium optycznego, w którym światło rozchodzi się z prędkością 2.0.108 SM. Oblicz względny współczynnik załamania światła między tymi ośrodkami optycznymi.
a) 1,33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Sprzężenie zwrotne: Litera a. Wykorzystamy wzór na względny współczynnik załamania światła:
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
HELERBROCK, Rafael. „Załamanie światła”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
