Fenomèn nan refraksyon nan limyè - li ... Lwa a nan refraksyon nan limyè

fenomèn nan refraksyon nan limyè - se yon fenomèn natirèl ki fèt chak fwa vag nan vwayaje soti nan yon materyèl nan yon lòt, kote vitès li yo varye. Vizyon, li parèt ke chanje yon direksyon ki nan pwopagasyon.

Fizik: refraksyon nan limyè

Si gwo bout bwa a ensidan frape koòdone ki genyen ant de medya yo nan yon ang 90 °, lè sa a pa gen anyen k ap pase, li kontinye pou avanse pou pi nan menm direksyon an nan yon ang ki dwat nan koòdone la. Si ang lan nan ensidans diferan de 90 °, Refractive fenomèn rive. Egzanp sa a pwodui efè etranj tankou objè a ka zo kase aparan pasyèlman benyen nan dlo oswa yon Miraj wè nan sab la dezè cho.

Istwa nan dekouvèt

Nan BC an premye syèk la. e. Greek jeyograf ak astwonòm Ptolemy te eseye matematik eksplike refraksyon la, men lwa a ki te pwopoze pa l 'pita vire soti nan ka enfidèl. Nan syèk la ksvii. Dutch matematisyen WILLEBRORD SNELLIUS devlope lalwa Moyiz la, ki detèmine kantite lajan an ki gen rapò ak rapò a sou ensidan an ak ang refrakte, ki te pi yo te rele endèks la nan materyèl refraksyon. An reyalite, plis la sibstans la se kapab refrakte limyè, ki pi wo a pousantaj lajan an. Kreyon nan dlo a "kase" paske demidwat yo ki vini soti nan li, chanje fason ou nan koòdone nan lè-dlo anvan yo rive je a. Nan desepsyon an nan Snell, li pa gen jere yo jwenn kòz la nan sa a efè.

Nan 1678, yon lòt syantis Dutch Christiaan Huygens devlope yon relasyon matematik ki eksplike obsèvasyon ki fèt yo Snell ak sigjere ke fenomèn nan refraksyon nan limyè - se rezilta nan divès kalite vitès la nan ki gwo bout bwa a pase nan de anviwònman yo. Huygens detèmine ke ang yo atitid nan limyè pase nan de materyèl ak endis diferan nan refraksyon dwe egal a rapò a nan vitès li yo nan chak materyèl. Se konsa, li se postila ke nan yon medyòm gen yon pi wo endèks Refractive, limyè a deplase pi dousman. Nan lòt mo, vitès la nan limyè a materyèl la se envers pwopòsyonèl nan endèks la Refractive. Malgre ke li te lalwa Moyiz la imedyatman konfime èksperimantal, pou chèchè anpil nan moman an li pa t 'evidan, t. Pou. Se pa vle di serye nan mezire vitès la nan limyè. Syantis te panse ke li pa depann sou vitès la nan materyèl la. Se sèlman 150 ane apre vitès Huygens 'nan lanmò limyè te mezire ak ase presizyon, pwouve l' dwa.

Absoli endèks nan refraksyon

se absoli Refractive endèks N nan materyèl la transparan oswa yon materyèl defini kòm vitès la relatif nan ki limyè pase therethrough relatif nan vitès la nan vakwo: n = c / v, kote c - vitès nan limyè nan vakyòm, ak v - an materyèl la.

Li evidan, refraksyon la nan limyè nan yon vid, dépourvu nan nenpòt sibstans se absan epi gen yon figi absoli 1. Pou lòt materyèl transparan valè sa a se pi gran pase 1. refraksyon nan limyè nan lè a ka itilize yo kalkile paramèt unknown materyèl yo (1.0003).

lalwa Snell nan

Nou entwodui kèk definisyon:

• gwo bout bwa a ensidan - yon gwo bout bwa ki se fèmen nan mwayen an separasyon;
• gout pwen - pwen an separasyon nan ki li tonbe;
• ray la refrakte kite medya yo separasyon;
• nòmal - yon liy trase pèpandikilè ak separasyon an nan pwen an nan ensidans;
• ang ensidans - ang ki genyen ant nòmal la ak gwo bout bwa a ensidan;
• detèmine ang lan Refractive ka kòm ang ki genyen ant ray la refrakte ak nòmal la.

Dapre lwa yo nan refraksyon:

1. ensidan an, ray la refrakte ak nòmal la yo se nan menm plan an.
2. Rapò a nan sinis nan ang yo nan ensidans ak refraksyon se rapò a nan Koefisyan yo refraksyon nan mwayen nan premye ak dezyèm: peche m / peche r = N r / n mwen.

Lwa a nan refraksyon nan limyè (Snell) dekri relasyon ki genyen ant ang yo nan de vag yo ak endis nan refraksyon nan de medya yo. Lè yon vag pase soti nan yon medyòm mwens Refractive (egzanp lè) nan yon Refractive (egzanp, dlo), vitès li yo gout. Kontrèman, lè limyè a pase soti nan dlo a nan lè a, vitès la ogmante. ang lan nan ensidans nan premye relatif nan medyòm ale nan ang lan nòmal nan refraksyon ak dezyèm lan ap varye pwopòsyonèl nan diferans lan nan endèks Refractive ant de materyèl yo. Si yon vag pase soti nan yon medyòm ak yon koyefisyan ki ba nan yon medyòm ak yon pi wo, li viraj nan direksyon pou nòmal. Men, si sou kontrè a, li pral retire li.

relatif endèks la Refractive

Limyè lalwa refraksyon montre ke rapò a nan sinis la sou ensidan an ak ang refrakte egal a yon konstan ki se rapò a nan vitès yo nan limyè nan de medya yo.

_{peche m / peche r = N r} / n mwen = (c / v r) / (c / v mwen) = v mwen / v r

Relasyon N _r / n _mwen yo rele yon endèks relatif nan refraksyon pou sibstans ki sou sa yo.

Yon nimewo de fenomèn ki se rezilta nan refraksyon souvan wè nan lavi chak jou. Efè a nan kreyon "kase" - youn nan ki pi komen. Je ak sèvo swiv demidwat yo ki tounen nan dlo a tankou si yo pa t 'refrakte, ak vini soti nan objè a nan yon liy dwat, kreye yon imaj vityèl ki parèt nan yon pwofondè pi piti.

dispèsyon

mezi Atansyon yo fè montre ke refraksyon la nan longèdonn limyè emisyon an oswa koulè gen yon gwo enfliyans. Nan lòt mo, yon sibstans ki sou gen anpil endèks Refractive ki ka varye ak chanjman nan koulè a oswa longèdonn.

Tankou yon chanjman pran plas nan tout medya transparan epi yo rele dispèsyon. Degre nan dispèsyon nan materyèl an patikilye depann sou ki jan endèks la Refractive varye avèk longèdonn. Avèk yo te ogmante longèdonn vin mwens pwononse fenomèn nan refraksyon nan limyè. Sa a se konfime pa lefèt ke koulè wouj violèt refrakte plis pase wouj, paske longèdonn li yo se pi kout. Akòz dispèsyon nan glas la abityèl rive li te ye limyè divize an eleman li yo.

ekspansyon nan limyè a

Nan fen syèk la ksvii, Sir Isaak Nyuton fèt yon seri de eksperyans ki te mennen nan dekouvèt l 'nan spectre an vizib, e li te montre ke limyè blan konsiste de yon etalaj te bay lòd nan koulè sòti nan koulè wouj violèt a ble, vèt, jòn, zoranj ak wouj fini. Ap travay nan yon chanm klere ankò, Newton mete yon prism an vè nan yon Penetration gwo bout bwa etwat nan yon twou nan panno fenèt. Lè pase nan yon prism se refrakte limyè - glas la ak pwojè l 'sou yon ekran nan yon spectre bay lòd la.

Newton konkli ke limyè blan se yon melanj de koulè diferan, e ke prism nan "gaye" limyè a blan, refrakte chak koulè ki sòti nan yon ang diferan. Newton pa t 'kapab pataje koulè pa pase yo nan yon dezyèm prism. Men, lè li te mete prism la dezyèm se trè pre ak pi gran an, se konsa ke tout koulè yo gaye, li antre nan prism, dezyèm lan, chèchè yo te jwenn ke koulè yo yo rkonbine ankò nan mete limyè blan. dekouvèt sa a konvenkant pwouve konpozisyon sa a espèk nan limyè ki ka fasil divize ak konekte.

fenomèn dispèsyon jwe yon wòl kle nan yon gwo kantite fenomèn diferan. Rainbow se rezilta nan refraksyon nan limyè nan gout nan lapli, fè yon je enpresyonan nan dekonpozisyon nan espèk, menm jan ak sa ki fèt nan prism la.

ang a kritik ak manm refleksyon entèn

Lè pase nan yon medyòm ak yon endèks ki pi wo nan refraksyon nan yon medyòm ak yon chemen mouvman pi ba nan vag yo defini nan ang lan nan ensidans ki gen rapò ak separasyon nan de materyèl yo. Si ang lan nan ensidans depase yon valè sèten (ki depann sou endèks la nan refraksyon nan de materyèl sa yo), li rive nan yon pwen kote limyè se pa sa refrakte nan mwayen an ak yon endèks pi ba yo.

Kritik (oswa limit) ang lan defini kòm ang lan nan ensidans, sa ki lakòz ang lan nan refraksyon nan 90 °. Nan lòt mo, kòm ang lan nan ensidans mwens pase refraksyon nan kritik rive, ak lè li ki egal a li, gwo bout bwa a refrakte pase ansanm espas ki la separe de materyèl yo. Si ang lan nan ensidans depase kritik la, se limyè a reflete tounen. Sa a se fenomèn ke yo rekonèt kòm manm refleksyon entèn yo. Men kèk egzanp sou sèvi ak li yo - Diamonds ak fib optik. Diamond la koupe fè pwomosyon manm refleksyon entèn yo. Pifò nan demidwat yo ki k ap antre nan nan tèt la nan dyaman la, yo pral reflete jouk yo rive nan sifas la anwo kay la. Sa a se sa ki bay Diamonds briye yo. fib nan optik se yon vè "cheve", yo, se pou mens ke lè limyè antre nan fen nan yon sèl, li pa ka chape. Epi sèlman lè gwo bout bwa a rive nan fen a lòt, li yo pral kapab yo kite fib a.

Konprann ak jere

aparèy optik, sòti nan mikwoskòp ak telescope kamera, pwojektè videyo, e menm je imen an ka konte sou lefèt ke ka limyè dwe konsantre, refrakte ak reflete.

Refraksyon pwodui nan yon pakèt domèn fenomèn, ki gen ladan Miraj, rainbows, ilizyon optik. Akòz refraksyon la nan yon vè epè-ranpa byen wo nan byè sanble ap pi konplè, ak solèy la desann pou yon kèk minit pita pase sa li aktyèlman se. Dè milyon de moun ki sèvi ak Refractive pouvwa a korije domaj vizyon avèk èd nan linèt oswa lantiy kontak. Pa konprann sa yo pwopriyete nan limyè ak jesyon, nou ka wè detay envizib nan je la toutouni, kèlkeswa si yo sou yon glise mikwoskòp oswa nan yon galaksi byen lwen.