Ang formula para sa batas ng repraksyon ng liwanag - pangkalahatan at partikular na mga kaso

Ang batas ng repraksyon ng liwanag ay ginagamit sa iba't ibang larangan at nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy kung paano kikilos ang mga sinag kapag tumama sila mula sa isang daluyan patungo sa isa pa. Madaling maunawaan ang mga tampok ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang mga dahilan para sa paglitaw nito at iba pang mahahalagang nuances. Ito rin ay nagkakahalaga ng pag-unawa sa mga uri ng repraksyon, dahil ito ay may malaking kahalagahan sa pagkalkula at praktikal na paggamit ng mga prinsipyo ng batas.

Kadalasan, ang isang magandang halimbawa ay ipinapakita gamit ang isang dayami o isang kutsara sa isang transparent na baso ng tubig.

Ano ang phenomenon ng repraksyon ng liwanag

Halos lahat ay pamilyar sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, dahil malawak itong nakatagpo sa pang-araw-araw na buhay. Halimbawa, kung titingnan mo ang ilalim ng isang reservoir na may malinaw na tubig, ito ay palaging tila mas malapit kaysa ito ay talagang. Ang pagbaluktot ay maaaring maobserbahan sa mga aquarium, ang pagpipiliang ito ay pamilyar sa halos lahat.Ngunit upang maunawaan ang isyu, kinakailangan na isaalang-alang ang ilang mahahalagang aspeto.

Mga dahilan para sa repraksyon

Dito, ang mga katangian ng iba't ibang media kung saan dumadaan ang light flux ay napakahalaga. Ang kanilang density ay kadalasang nag-iiba, kaya ang liwanag ay naglalakbay sa iba't ibang bilis. Ito ay direktang nakakaapekto sa mga katangian nito.

Kapag ang sinag ng araw ay dumaan sa isang prisma, ito ay nabubulok sa lahat ng mga kulay ng spectrum.

Kapag lumilipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa (sa punto ng kanilang koneksyon), binabago ng ilaw ang direksyon nito dahil sa mga pagkakaiba sa density at iba pang mga tampok. Maaaring iba ang paglihis, mas malaki ang pagkakaiba sa mga katangian ng media, mas malaki ang pagbaluktot sa huli.

Siya nga pala! Kapag ang liwanag ay na-refracte, ang ilan sa mga ito ay palaging naaaninag.

Mga halimbawa sa totoong buhay

Maaari mong matugunan ang mga halimbawa ng hindi pangkaraniwang bagay na isinasaalang-alang halos lahat ng dako, upang makita ng lahat kung paano nakakaapekto ang repraksyon sa pang-unawa ng mga bagay. Ang pinakakaraniwang mga pagpipilian ay:

1. Kung maglalagay ka ng kutsara o tubo sa isang basong tubig, makikita mo kung gaano kapansin-pansing hindi na tuwid at lumilihis ang bagay, simula sa hangganan ng dalawang kapaligiran. Ang optical illusion na ito ay kadalasang ginagamit bilang isang halimbawa.
2. Sa mainit na panahon, ang epekto ng puddle ay madalas na nangyayari sa simento. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa lugar ng isang matalim na pagbaba ng temperatura (malapit sa lupa mismo), ang mga sinag ay na-refracted upang ang mga mata ay makakita ng isang bahagyang pagmuni-muni ng kalangitan.
3. Lumilitaw din ang mga Mirage bilang resulta ng repraksyon. Ang lahat ay mas kumplikado dito, ngunit sa parehong oras, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nangyayari hindi lamang sa disyerto, kundi pati na rin sa mga bundok at maging sa gitnang daanan. Ang isa pang pagpipilian ay kapag ang mga bagay na nasa likod ng linya ng horizon ay nakikita.
   Ang Mirage ay isa sa mga kababalaghan ng kalikasan, na nangyayari nang tiyak dahil sa repraksyon ng liwanag.
4. Ang mga prinsipyo ng repraksyon ay ginagamit din sa maraming bagay na ginagamit sa pang-araw-araw na buhay: baso, magnifying glass, peepholes, projector at slide show machine, binocular at marami pang iba.
5. Maraming uri ng kagamitang pang-agham ang gumagana sa pamamagitan ng paglalapat ng batas na pinag-uusapan. Kabilang dito ang mga mikroskopyo, teleskopyo at iba pang mga sopistikadong optical instrument.

Ano ang anggulo ng repraksyon

Ang anggulo ng repraksyon ay ang anggulo na nabuo dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng repraksyon sa interface sa pagitan ng dalawang transparent na media na may magkakaibang mga katangian ng paghahatid ng liwanag. Ito ay tinutukoy mula sa isang patayong linya na iginuhit sa refracted na eroplano.

Kung ang isang likido na may mas mataas na density kaysa sa tubig ay ibinuhos sa isang baso, kung gayon ang anggulo ng repraksyon ay magiging mas malaki.

Ang kababalaghan na ito ay dahil sa dalawang batas - konserbasyon ng enerhiya at konserbasyon ng momentum. Sa pagbabago sa mga katangian ng daluyan, ang bilis ng alon ay hindi maiiwasang magbago, ngunit ang dalas nito ay nananatiling pareho.

Ano ang tumutukoy sa anggulo ng repraksyon

Ang indicator ay maaaring mag-iba at higit sa lahat ay nakasalalay sa mga katangian ng dalawang media kung saan dumadaan ang liwanag. Kung mas malaki ang pagkakaiba sa pagitan nila, mas malaki ang visual deviation.

Gayundin, ang anggulo ay nakasalalay sa haba ng mga ibinubuga na alon. Habang nagbabago ang indicator na ito, nagbabago rin ang deviation. Sa ilang media, ang dalas ng mga electromagnetic wave ay mayroon ding malaking impluwensya, ngunit ang pagpipiliang ito ay hindi palaging matatagpuan.

Sa mga optically anisotropic na materyales, ang anggulo ay apektado ng polariseysyon ng liwanag at direksyon nito.

Mga uri ng repraksyon

Ang pinakakaraniwan ay ang karaniwang repraksyon ng liwanag, kapag, dahil sa iba't ibang katangian ng media, ang isang pagbaluktot na epekto ay maaaring maobserbahan sa isang antas o iba pa.Ngunit may iba pang mga varieties na lumilitaw sa parallel o maaaring ituring bilang isang hiwalay na kababalaghan.

Kapag ang isang vertically polarized wave ay tumama sa hangganan ng dalawang media sa isang partikular na anggulo (tinatawag na Brewster angle), makikita mo ang kabuuang repraksyon. Sa kasong ito, walang makikitang alon.

Ang kabuuang panloob na pagmuni-muni ay makikita lamang kapag ang radiation ay pumasa mula sa isang medium na may mas mataas na refractive index patungo sa isang mas kaunting siksik na medium. Sa kasong ito, lumalabas na ang anggulo ng repraksyon ay mas malaki kaysa sa anggulo ng saklaw. Ibig sabihin, may inverse relationship. Bukod dito, na may pagtaas sa anggulo, kapag naabot ang ilang mga halaga nito, ang tagapagpahiwatig ay nagiging katumbas ng 90 degrees.

Kung ang liwanag ay bumagsak sa hangganan ng dalawang media sa isang tiyak na anggulo, kung gayon maaari itong maipakita lamang.

Kung dagdagan mo pa ang halaga, ang sinag ay makikita mula sa hangganan ng dalawang sangkap nang hindi dumadaan sa isa pang daluyan. Ito ang kababalaghang ito na tinatawag na kabuuang panloob na pagmuni-muni.

Basahin din

Ang mga batas ng pagmuni-muni ng liwanag at ang kasaysayan ng kanilang pagtuklas

 

Dito kailangan mo ng paliwanag tungkol sa pagkalkula ng mga tagapagpahiwatig, dahil ang formula ay naiiba sa karaniwang isa. Sa kasong ito, magiging ganito ang hitsura:

kasalanan _atbp=n₂₁

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay humantong sa paglikha ng optical fiber, isang materyal na maaaring magpadala ng malaking halaga ng impormasyon sa isang walang limitasyong distansya sa bilis na hindi maabot ng iba pang mga opsyon. Sa kaibahan sa isang salamin, sa kasong ito ang pagmuni-muni ay nangyayari nang walang pagkawala ng enerhiya kahit na may maraming mga pagmuni-muni.

Ang optical fiber ay may simpleng istraktura:

1. Ang light transmitting core ay gawa sa plastik o salamin. Kung mas malaki ang cross section nito, mas malaki ang dami ng impormasyon na maaaring maipadala.
2. Ang shell ay kinakailangan upang ipakita ang liwanag na pagkilos ng bagay sa core upang ito ay lumaganap lamang sa pamamagitan nito. Mahalaga na sa punto ng pagpasok sa hibla, ang sinag ay bumagsak sa isang anggulo na mas malaki kaysa sa limitasyon, pagkatapos ay makikita ito nang walang pagkawala ng enerhiya.
3. Pinipigilan ng proteksiyon na paghihiwalay ang pinsala sa hibla at pinoprotektahan ito mula sa masamang epekto. Dahil sa bahaging ito, ang cable ay maaari ding ilagay sa ilalim ng lupa.

Pinapayagan ang optical fiber na dalhin ang paghahatid ng impormasyon sa isang panimula na bagong antas.

Paano natuklasan ang batas ng repraksyon?

Ang pagtuklas na ito ay ginawa Willebrord Snellius, isang Dutch mathematician, noong 1621. Matapos ang isang serye ng mga eksperimento, nagawa niyang bumalangkas ng mga pangunahing aspeto na nanatiling halos hindi nagbabago hanggang sa araw na ito. Siya ang unang nabanggit ang katatagan ng ratio ng mga sine ng mga anggulo ng saklaw at pagmuni-muni.

Ang unang publikasyon na may mga materyales ng pagtuklas ay ginawa ng isang Pranses na siyentipiko Rene Descartes. Kasabay nito, ang mga eksperto ay hindi sumasang-ayon, ang isang tao ay naniniwala na ginamit niya ang mga materyales ng Snell, at ang isang tao ay sigurado na siya ay nakapag-iisa na muling natuklasan ito.

Basahin din

Ano ang tinatawag na dispersion of light

 

Kahulugan at formula ng refractive index

Ang insidente at refracted rays, pati na rin ang perpendikular na dumadaan sa junction ng dalawang media, ay nasa loob ng parehong eroplano. Ang sine ng anggulo ng saklaw na may paggalang sa sine ng anggulo ng repraksyon ay isang pare-parehong halaga. Ganito ang tunog ng kahulugan, na maaaring magkaiba sa presentasyon, ngunit ang kahulugan ay palaging nananatiling pareho. Ang graphical na paliwanag at formula ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Ang formula ay unibersal at angkop para sa iba't ibang mga kapaligiran.

Dapat tandaan na ang mga tagapagpahiwatig Ang mga repraksyon ay walang anumang mga yunit. Sa isang pagkakataon, kapag pinag-aaralan ang mga pisikal na pundasyon ng hindi pangkaraniwang bagay na isinasaalang-alang, dalawang siyentipiko nang sabay-sabay - Christian Huygens mula sa Holland at Pierre de Fermat mula sa France ay dumating sa parehong konklusyon. Ayon sa kanya, ang sine of incidence at ang sine ng repraksyon ay katumbas ng ratio ng mga bilis sa media kung saan dumadaan ang mga alon. Kung ang liwanag ay naglalakbay sa isang daluyan nang mas mabilis kaysa sa isa pa, kung gayon ito ay optically mas mababa siksik.

Siya nga pala! Ang bilis ng liwanag sa isang vacuum mas mataas kaysa sa anumang iba pang sangkap.

Ang pisikal na kahulugan ng "Snell's Law"

Kapag ang liwanag ay pumasa mula sa vacuum patungo sa anumang iba pang substansiya, hindi maiiwasang nakikipag-ugnayan ito sa mga molekula nito. Kung mas mataas ang optical density ng medium, mas malakas ang interaksyon ng liwanag sa mga atomo at mas mababa ang bilis ng pagpapalaganap nito, habang sa pagtaas ng density, tumataas din ang refractive index.

Ang absolute refraction ay tinutukoy ng letrang n at nagbibigay-daan sa iyo na maunawaan kung paano nagbabago ang bilis ng liwanag kapag lumilipat mula sa vacuum patungo sa anumang medium.

Relatibong repraksyon (n₂₁) nagpapakita ng mga parameter ng pagbabago sa bilis ng liwanag kapag lumilipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa.

Ang video ay nagpapaliwanag ng batas mula sa grade 8 physics nang napakasimple sa tulong ng mga graphics at animation.

Saklaw ng batas sa teknolohiya

Maraming oras ang lumipas mula nang matuklasan ang kababalaghan at praktikal na pananaliksik. Ang mga resulta ay nakatulong upang bumuo at ipatupad ang isang malaking bilang ng mga aparato na ginagamit sa iba't ibang mga industriya, ito ay nagkakahalaga ng pagsusuri sa mga pinakakaraniwang halimbawa:

1. Kagamitan sa optalmiko. Pinapayagan kang magsagawa ng iba't ibang mga pag-aaral at makilala ang mga pathology.
2. Apparatus para sa pag-aaral ng tiyan at mga panloob na organo. Maaari kang makakuha ng malinaw na larawan nang hindi nagpapakilala ng camera, na lubos na nagpapadali at nagpapabilis sa proseso.
3. Ginagawang posible ng mga teleskopyo at iba pang kagamitang pang-astronomiya, dahil sa repraksyon, na makakuha ng mga larawang hindi nakikita ng mata.
   Ang repraksyon ng liwanag sa mga lente ng mga teleskopyo ay ginagawang posible upang mangolekta ng liwanag sa isang focus, na nagbibigay ng mataas na katumpakan na pananaliksik.
4. Ang mga binocular at katulad na mga aparato ay gumagana din batay sa mga prinsipyo sa itaas. Kasama rin dito ang mga mikroskopyo.
5. Ang mga kagamitan sa larawan at video, o sa halip ang mga optika nito, ay gumagamit ng repraksyon ng liwanag.
6. Fiber optic na mga linya na nagpapadala ng malaking halaga ng impormasyon sa anumang distansya.

Aralin sa video: Konklusyon ayon sa batas ng repraksyon ng liwanag.

Ang repraksyon ng liwanag ay isang kababalaghan na dahil sa mga katangian ng iba't ibang media. Maaari itong maobserbahan sa punto ng kanilang koneksyon, ang anggulo ng paglihis ay nakasalalay sa pagkakaiba sa pagitan ng mga sangkap. Ang tampok na ito ay malawakang ginagamit sa modernong agham at teknolohiya.