Refraktiongerljus är fenomenet som består i förändringen av förökningshastighet av den elektromagnetiska vågen när den korsar olika optiska media. Under refraktion, längden på Vinka ljus förändras, medan din frekvens resterna konstant. Brytningen kan åtföljas av eller inte förändrapåriktning av förökning av ljus.
Seockså:Naturens mest fantastiska optiska fenomen
Introduktion till ljusbrytning
DE refraktion uppstår när ljus korsar gränsytan mellan två optiska och transparenta media, som luft och vatten. När detta händer, hastighetifortplantninggerljusändringar, eftersom denna hastighet beror på en egenskap hos varje optiskt medium som anropas indexirefraktionabsolut.
Det absoluta brytningsindexet är a storhetdimensionell, det vill säga en kvantitet som inte har någon måttenhet, beräknat på förhållandet mellan ljusets hastighet i vakuum och ljusets hastighet i det mediet.
Nej - brytningsindex
ç - ljusets hastighet i vakuum (c ≈ 3.0.108 Fröken)
v - ljusets hastighet i mitten (m / s)
Ju högre brytningsindex för ett medium, desto långsammare är ljusets hastighetomsprider sig inuti det, med andra ord, säger vi att mitten är mer hänvisande. Eftersom det inte finns något optiskt medium i vilket ljus rör sig snabbare än i vakuum, är alltid det absoluta brytningsindexet större än eller lika med 1.
Kontrollera brytningsindex för några kända optiska medier i tabellen nedan:
optiskt medium |
Brytningsindex |
Atmosfärisk luft (25 ° C) |
1,00029 |
Vatten (25 ° C) |
1,33 |
Etanol |
1,36 |
bordssalt |
1,54 |
Glycerin |
1,90 |
Akryl |
1,49 |
Diamant |
2,42 |
Läs också: Fysikupptäckter som hände av en olycka
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
Ljusbrytning och dess egenskaper
DE refraktiongerljus alltid inträffar när relativt brytningsindex mellan två medel är annorlundaav 1. Formeln för det relativa brytningsindexet visas nedan, notera:
Nej1,2 - relativt brytningsindex för media 1 och 2;
Nej1 och inte2 - brytningsindex för ljuskällmediet respektive ljusdestinationsmediet;
v1 och du2 - hastighet för ljusutbredning i mediet i vilket ljus dyker upp respektive nedsänker.
Till skillnad från det absoluta brytningsindexet, som mäter förhållandet mellan ljusets hastighet i det mediet och ljusets hastighet i vakuum, Relativt brytningsindex mäter förhållandet mellan ljusets fortplantningshastighet i de två medierna och därför kan den anta värden större eller mindre än 1.
Förändringen i ljushastigheten som passerar från medium 1 till medium 2 kan orsaka en sidoförskjutning av ljusstrålen. Denna förändring sker om ljusstrålen i fråga träffar vinkelrätt till ytan (90º), i samma riktning som heteronormalt till planen. Den normala linjen används i sin tur som referens för mätningarna av infallsvinklar och refraktion, som visas i följande bild:
θi och θr – incidens och brytningsvinklar
Nej1 och inte2- brytningsindex för media 1 och 2
Ett annat viktigt faktum om ljusbrytningen gäller beroende mellan brytningsindex och den ljusfrekvens incident. Förändringen i ljusets hastighet beror bland annat på ljusets "färg": ju högre ljusvågens frekvens, desto lägre är det absoluta brytningsindexet för mediet. Det är därför det vita ljuset spridd i flera färgade band när de passerar genom ett prisma: var och en av dess komponenter har ett specifikt brytningsindex och detta får var och en av dem att genomgå en specifik riktningsändring. Vill du bättre förstå ljusets olika frekvenser? Gå till vår text: elektromagnetiskt spektrum.
Brytningslagar
När vi väl har känt de viktigaste begreppen brytning, kan vi förstå hur brytningslagar:
→ första brytningslagen
DE första brytningslagen anger att ljusstrålarincident och bryts, liksom den normala linjen, är raka samma plan, det vill säga de måste finnas i samma plan.
→ 2: a brytningslagen - Snell-Descartes-lag
DE andra brytningslagen, också känd som Snell-Descartes lag, används för att beräkna Omvägvinkel- drabbats av den bryta ljusstrålen. Enligt denna lag är förhållandet mellan sines av infallsvinklarna och brytningen lika med förhållandet mellan ljushastigheterna i det infallande respektive brytningsmediet. Formeln för den andra brytningslagen visas nedan, notera:
Lösta övningar på ljusets brytning
Fråga 1) Bestäm det absoluta brytningsindexet för ett optiskt medium i vilket ljus sprids med en hastighet av 2.4.108 Fröken.
Data: c = 3.0.108 Fröken
a) 1,75
b) 1,50
c) 1,25
d) 2,50
e) 1,45
Mall: Bokstaven C. För att lösa övningen, låt oss använda det absoluta brytningsindexet:
Fråga 2) En ljusstråle som kommer från ett medium där dess utbredningshastighet är 1.5.108 m / s faller på gränssnittet för ett annat optiskt medium, i vilket ljus sprids med en hastighet av 2.0.108 Fröken. Beräkna det relativa brytningsindexet mellan dessa optiska medier.
a) 1.33
b) 1,40
c) 0,72
d) 2,57
e) 0,63
Mall: Bokstaven A. Vi kommer att använda den relativa brytningsindexformeln:
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Vill du hänvisa till texten i en skola eller ett akademiskt arbete? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Ljusbrytning"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Åtkomst den 27 juni 2021.
