Refracţiedăușoară este fenomenul care constă în schimbarea viteza de propagare a undei electromagnetice atunci când traversează diferite medii optice. In timpul refracţie, lungimea de val de lumină se schimbă, în timp ce frecvență rămâne constant. Refracția poate fi sau nu însoțită de o Schimbareladirecţie a propagării luminii.
Uitede asemenea:Cele mai uimitoare fenomene optice ale naturii
Introducere în refracția luminii
THE refracţie apare atunci când lumina traversează interfața dintre două suport optic și transparent, ca aerul și apa. Când se întâmplă acest lucru, vitezăînpropagaredăușoarăschimbări, întrucât această viteză depinde de o caracteristică a fiecărui mediu optic numit indexînrefracţieabsolut.
Indicele de refracție absolut este a măreţieadimensional, adică o cantitate care nu are unitate de măsură, calculată prin raportul dintre viteza luminii în vid și viteza luminii în acel mediu.
Nu - indicele de refracție
ç - viteza luminii în vid (c ≈ 3.0.108 Domnișoară)
v - viteza luminii în mijloc (m / s)
Cu cât este mai mare indicele de refracție al unui mediu, cu atât este mai mică viteza cu care luminadacăse răspândește în interiorul său, cu alte cuvinte, spunem că mijlocul este mai mult refringent. Deoarece nu există un mediu optic în care lumina să călătorească mai repede decât în vid, indicele de refracție absolut este întotdeauna mai mare sau egal cu 1.
Verificați indicele de refracție al unor medii optice cunoscute în tabelul de mai jos:
mediu optic |
Indicele de refracție |
Aer atmosferic (25 ° C) |
1,00029 |
Apă (25 ° C) |
1,33 |
Alcool etilic |
1,36 |
sare de masă |
1,54 |
Glicerină |
1,90 |
Acril |
1,49 |
Diamant |
2,42 |
Citește și tu: Descoperiri fizice care s-au întâmplat prin accidente
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Refracția luminii și proprietățile sale
THE refracţiedăușoară apare întotdeauna când indicele de refracție relativ între două mijloace este diferitdin 1. Formula indicelui de refracție relativ este prezentată mai jos, rețineți:
Nu1,2 - indicele de refracție relativ al mediilor 1 și 2;
Nu1 si nu2 - indicele de refracție al mediului sursei de lumină și respectiv mediului de destinație a luminii;
v1 si tu2 - viteza de propagare a luminii în mediul în care apare și se scufundă respectiv lumina.
Spre deosebire de indicele de refracție absolut, care măsoară relația dintre viteza luminii în acel mediu și viteza luminii în vid, Indicele de refracție relativ măsoară relația dintre viteza de propagare a luminii în cele două medii și, prin urmare, își poate asuma valori mai mare sau mai mic de 1.
Schimbarea vitezei luminii care trece de la mediu 1 la mediu 2 poate provoca apariția unei deplasări laterale a fasciculului de lumină. Această schimbare se întâmplă dacă raza de lumină în cauză lovește perpendicular la suprafață (90º), în aceeași direcție ca Dreptnormal planului. Linia normală, la rândul ei, este utilizată ca referință pentru măsurătorile unghiuri de incidență și refracţie, așa cum se arată în figura următoare:
θeu și θr – unghiuri de incidență și refracție
Nu1 si nu2- indicele de refracție al mediilor 1 și 2
Un alt fapt important despre refracția luminii se referă la dependenţă între indicele de refracție si frecvența luminii incident. Schimbarea vitezei luminii depinde, printre alți factori, de „culoarea” luminii: cu cât frecvența undei luminoase este mai mare, cu atât este mai mic indicele de refracție absolut al mediului. De aceea lumina albă împrăștiat în mai multe benzi colorate când trece printr-o prismă: fiecare dintre componentele sale are un indice specific de refracție și acest lucru face ca fiecare dintre ele să sufere o schimbare specifică de direcție. Doriți să înțelegeți mai bine diferitele frecvențe ale luminii? Accesați textul nostru: spectru electromagnetic.
Legile refracției
Odată ce cunoaștem principalele concepte de refracție, putem înțelege modul în care legile refracției:
→ prima lege a refracției
THE prima lege a refracției afirmă că raze de luminăincident și refractat, precum și linia normală, sunt drepte coplanar, adică trebuie să fie conținute în același plan.
→ A doua lege a refracției - Legea Snell-Descartes
THE a doua lege a refracției, de asemenea cunoscut ca si Legea lui Snell-Descartes, este folosit pentru a calcula Ocolunghiular suferită de raza de lumină refractată. Conform acestei legi, raportul dintre sinusurile unghiurilor de incidență și refracție este egal cu raportul dintre viteza luminii în mediul incident și respectiv mediul refractat. Formula pentru a doua lege a refracției este prezentată mai jos, rețineți:
Exerciții rezolvate privind refracția luminii
Intrebarea 1) Determinați indicele de refracție absolut al unui mediu optic în care lumina se propagă la o viteză de 2.4.108 Domnișoară.
Date: c = 3.0.108 Domnișoară
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Șablon: Scrisoarea C. Pentru a rezolva exercițiul, să folosim formula indicelui absolut al refracției:
Intrebarea 2) O rază de lumină care provine dintr-un mediu în care viteza sa de propagare este de 1,5.108 m / s cade pe interfața unui alt mediu optic, în care lumina se propagă cu o viteză de 2.0.108 Domnișoară. Calculați indicele de refracție relativ între aceste medii optice.
a) 1.33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Șablon: Litera a. Vom folosi formula indicelui de refracție relativ:
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:
HELERBROCK, Rafael. „Refracție ușoară”; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Accesat la 27 iunie 2021.
