Лом свјетлосних елемената, закони и експеримент

Тхе преламање светлости је оптички феномен који се јавља када светлост удари косо на површину раздвајања два медија са различитим индексом преламања. Када се то догоди, светло мења свој правац и брзину.

Рефракција се дешава, на пример, када светлост прелази из ваздуха у воду, јер вода има мањи индекс рефракције. То је феномен који се савршено може видети у базену, када се посматра како се чини да облици тела испод воде одступају од правца који би требало да имају.

То је феномен који утиче на различите типове таласа, иако је случај светлости најрепрезентативнији и онај који има више присуства у нашем свакодневном раду..

Објашњење преламања светлости пружио је холандски физичар Виллеброрд Снелл ван Роиен, који је установио закон који је објаснио да је постао познат као Снеллов закон.

Још један од научника који су посебну пажњу посветили преламању светлости био је Исак Њутн. Да би га проучио, створио је чувену стаклену призму. У призми, светлост продире у њега једним од његових лица, преламајући се и разлажући се у различитим бојама. На овај начин, кроз феномен преламања светлости, доказано је да се бела светлост састоји од свих боја дуге.

Индек

• 1 Елементи преламања
  • 1.1 Индекс преламања светлости у различитим медијима
• 2 Закони рефракције
  • 2.1 Први закон рефракције
  • 2.2 Други закон рефракције
  • 2.3 Ферматов принцип
  • 2.4 Последице Снелловог закона
  • 2.5 Угао и укупни унутрашњи одраз
• 3 Екпериментс
  • 3.1 Узроци 
• 4 Рефракција светлости у данима
• 5 Референце 

Елементи преламања

Главни елементи који се морају узети у обзир у проучавању преламања светлости су следећи: - Инцидентски зрак, који је зрак који се налази косо на површини раздвајања два физичка медија. што је зрак који прелази медијум, модификујући његов смјер и брзину. - Нормална линија, која је имагинарна линија окомита на површину раздвајања два медија. - Кут упада (и), који је дефинисан као угао који формира инцидентни зрак са нормалним. - Угао преламања (р), који је дефинисан као угао који формира норма са рефракцијским зраком.

-Поред тога, треба узети у обзир и индекс преламања (н) медијума, који је квоцијент брзине светлости у вакууму и брзине светлости у медијуму.

н = ц / в

С тим у вези, вреди запамтити да брзина светлости у вакууму заузима вредност од 300,000,000 м / с.

Индекс рефракције светлости у различитим медијима

Индекс преламања светлости у неким од најчешћих начина су:

Закони рефракције

Снеллов закон се често назива закон рефракције, али истина је да се може рећи да су закони лома два.

Први закон рефракције

Инцидентни зрак, преломљени зрак и нормални зрак су у истој равнини простора. У овом закону, који је такође закључио Снелл, такође се примењује рефлексија.

Други закон рефракције

Други закон преламања или Снеллов закон, одређен је следећим изразом:

н₁ сен и = н₂ сен р

Бити н₁ индекс преламања медија из кога светлост долази; и угао упада; н₂ индекс преламања медија у којем се светлост ломи; р угао преламања.

Ферматов принцип

Од почетка минималног времена или принципа Фермата, можемо закључити и законе рефлексије и законе рефракције, које смо управо видели.

Овај принцип потврђује да је стварна путања која прати зраку светлости која се креће између две тачке простора, она која захтева мање времена да је пређе.

Последице Снелловог закона

Неке од директних последица које су изведене из претходног израза су:

а) Ако н₂ > н₁ ; сен р < sen i o sea r < i

Дакле, када сноп светлости пролази из медија са нижим индексом преламања у медиј са вишим индексом преламања, рефрактовани зрак се приближава нормалној.

б) Ако је н2 < n₁ ; сен р> син и или р> и

Дакле, када сноп светлости прође од медија са вишим индексом преламања на медиј са нижим индексом, преламани зрак се удаљава од нормалног.

ц) Ако је угао упада једнак нули, онда је и кут преламања зрака нула.

Гранични кут и укупно унутрашње одсјаје

Друга важна посљедица Снелловог закона је оно што је познато као гранични кут. То је назив који је дат под углом упада који одговара угао преламања од 90º.

Када се то догоди, преламани зрак се помера у равнини са површином раздвајања два медија. Овај угао се назива и критични угао.

За углове изнад граничног угла јавља се феномен који се назива тотална унутрашња рефлексија. Када се то догоди, не појављује се рефракција, јер се читав сноп светлости рефлектује интерно. Укупна унутрашња рефлексија се јавља само када се креће из медија са вишим индексом преламања у медиј са нижим индексом преламања.

Једна примена укупног унутрашњег рефлексије је провођење светлости кроз оптичко влакно без губитка енергије. Захваљујући томе, можемо уживати у високим брзинама преноса података које нуде оптичке мреже.

Експерименти

Веома основни експеримент да би се могао посматрати феномен преламања састоји се у увођењу оловке или оловке у чашу пуну воде. Као посљедица преламања свјетлости, дио потопљене оловке или оловке изгледа лагано сломљен или одступио у односу на путању коју би очекивали.

Такође можете покушати да урадите сличан експеримент са ласерским показивачем. Наравно, потребно је сипати неколико капи млијека у чашу воде како би се побољшала видљивост ласерске свјетлости. У овом случају, препоручује се да се експеримент спроведе у условима слабог осветљења како би се боље проценила путања светлосног снопа.

У оба случаја, интересантно је испробати различите углове инциденције и проматрати како се кут преламања мијења овако.

Узроци 

Узроци овог оптичког ефекта морају се тражити у преламању светлости која узрокује да се слика оловке (или ласерског снопа) појави отклоњена под водом у односу на слику коју видимо у ваздуху.

Преламање светлости из дана у дан

Рефракција светлости се може приметити у многим ситуацијама нашег дана у дан. Неки од нас су их већ именовали, други ћемо их споменути испод.

Једна од последица рефракције је да су базени плиткији него што јесу.

Други ефекат преламања је дуга која се дешава зато што се светлост ломи пролазећи капљице воде у атмосфери. То је иста појава која се јавља када сноп светлости пролази кроз призму.

Још једна посљедица преламања свјетлости је да проматрамо залазак сунца Сунца када је прошло неколико минута откако се стварно догодило.

Референце

1. Светло (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 14. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
2. Бурке, Јохн Роберт (1999). Физика: природа ствари. Мексико Сити: Интернатионал Тхомсон Едиторс. 
3. Укупна унутрашња рефлексија (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 12. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
4. Светло (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 13. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
5. Лекнер, Јохн (1987). Теорија рефлексије електромагнетних таласа и таласа честица. Спрингер.
6. Рефракција (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 14. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
7. Цравфорд јр., Франк С. (1968). Валови (Беркелеи Пхисицс Цоурсе, Вол. 3), МцГрав-Хилл.