Fenomena réfraksi cahaya - eta ... nu hukum réfraksi cahaya

Fenomena réfraksi cahaya - mangrupakeun fenomena alam anu lumangsung unggal waktu gelombang ngumbara ti hiji bahan pikeun sejen, wherein laju na variasina. Visually, éta muncul anu robah arah rambatan.

Fisika: réfraksi cahaya

Lamun beam kajadian panarajangan antarbeungeut antara dua média dina hiji sudut 90 °, lajeng nanaon kajadian, éta terus mindahkeun dina arah nu sarua di sudut katuhu pikeun panganteur dina. Lamun sudut incidence béda ti 90 °, fenomena réfraktif lumangsung. Contona kieu ngahasilkeun épék aneh sapertos objek narekahan katempo sawaréh immersed di cai atawa mirage ditempo di gurun keusik panas.

Sajarah kapanggihna

Dina abad SM munggaran. e. geographer Yunani jeung astronom Ptolemy diusahakeun matematis ngajelaskeun réfraksi, tapi hukum diusulkeun ku anjeunna engké tétéla jadi-usulna teu jelas. Dina abad XVII. matematikawan Walanda WILLEBRORD SNELLIUS mekarkeun hukum, anu nangtukeun jumlah patali babandingan kajadian sarta sudut refracted, nu ieu engké ngaranna indéks tina bahan réfraksi. Kanyataanna, beuki zat anu bisa refract lampu, nu leuwih luhur laju. Pensil di cai "pegat" sabab sinar datang ti éta, ngarobah cara Anjeun di panganteur hawa-cai saméméh ngahontal panon. Ka disappointment of Snell, anjeunna teu junun manggihan anu ngabalukarkeun éfék ieu.

Dina 1678, élmuwan Walanda sejen Christiaan Huygens dimekarkeun hubungan matematis anu ngécéskeun observasi Snell sarta ngusulkeun yen fenomena réfraksi cahaya - mangrupa hasil varying laju di mana beam nu ngaliwatan dua lingkungan. Huygens ditangtukeun yén sudut dangong lampu ngaliwatan dua bahan nu mibanda indéks béda réfraksi kudu jadi sarua jeung rasio tina laju taun tiap bahan. Ku kituna, mangka postulated yén dina medium gaduh indéks réfraktif luhur, lampu nu ngalir leuwih laun. Dina basa sejen, laju cahaya ngaliwatan bahan kasebut tibalik sabanding jeung indéks réfraktif. Sanajan hukum ieu salajengna dikonfirmasi sacara ékspériméntal, keur loba peneliti wanoh ieu mah atra, t. Ka. Taya hartosna dipercaya tina ngukur speed cahaya. Élmuwan ngira yén teu gumantung kana laju materi. Ngan 150 taun sanggeus speed Huygens 'maot lampu ieu diukur ku akurasi cukup, ngabuktikeun anjeunna katuhu.

indéks mutlak réfraksi

Absolut réfraktif indéks n tina bahan transparan atawa bahan anu dihartikeun salaku speed relatif di mana lampu pas relatif therethrough mun laju dina vacuo: n = c / v, dimana c - laju cahaya di rohangan hampa, sarta v - dina materi.

Jelas, nu réfraksi cahaya di rohangan hampa, devoid zat naon baé anu bolos na aya hiji sosok mutlak 1. Kanggo bahan transparan séjén nilai ieu gede ti 1. réfraksi cahaya dina hawa bisa dipaké keur ngitung kanyahoan bahan parameter (1.0003).

hukum Snell urang

Urang ngenalkeun sababaraha definisi:

• kajadian beam - a beam nu deukeut ka sedeng separation;
• leupaskeun titik - titik separation di mana tumiba;
• éta sinar refracted ninggalkeun media separation;
• normal - a garis digambar jejeg ka separation di point of incidence;
• sudut incidence - sudut antara normal jeung beam kajadian;
• nangtukeun sudut réfraktif tiasa jadi sudut antara sinar refracted jeung normal.

Nurutkeun kana hukum réfraksi:

1. Kajadian, anu ray refracted jeung normal nu di pesawat nu sami.
2. Babandingan sines tina sudut of incidence na réfraksi nyaéta babandingan koefisien réfraksi dina médium kahiji jeung kadua: dosa i / dosa r = n r / n i.

Hukum réfraksi cahaya (Snell) ngajelaskeun hubungan antara sudut tina dua gelombang sarta indeks réfraksi tina dua media. Lamun gelombang pas ti réfraktif sedeng kirang (e.g. hawa) di bias a (e.g., cai), laju na pakait. Sabalikna, nalika caang pas tina caina dina hawa, speed naek. Sudut incidence ka relatif sedeng pangheulana sudut normal réfraksi jeung kadua bakal rupa-rupa sabanding jeung bédana dina indéks réfraktif antara dua bahan. Lamun gelombang pas ti sedeng sareng koefisien low of a sedeng ku luhur, eta bends nuju normal. Tur upami sabalikna, eta bakal dihapus.

Indéks réfraktif relatif

hukum réfraksi cahaya nunjukeun yen babandingan sinus tina kajadian sarta sudut refracted sarua konstanta nu mangrupa babandingan nu velocities cahaya dina dua media.

_{dosa i / r dosa = n r} / n i = (c / v r) / (c / v i) = v i / v r

Hubungan n _r / n _i disebut indéks relatif réfraksi pikeun zat ieu.

Sajumlah fenomena anu hasil réfraksi mindeng katempo dina kahirupan sapopoe. Efek pensil "rusak" - salah sahiji nu paling umum. Panon jeung uteuk turutan sinar deui kana caina jadi lamun maranéhna teu refracted, sarta datang ti objek dina garis lempeng, nyieun hiji gambar maya nu nembongan dina jero Lesser.

dispersi

ukuran ati némbongkeun yén réfraksi tina panjang gelombang lampu émisi atawa warna boga pangaruh gede. Dina basa sejen, hiji zat boga loba indéks réfraktif nu bisa rupa-rupa jeung robah tina warna atawa panjang gelombang.

robah saperti lumangsung dina sakabéh média transparan sarta disebut dispersi. Darajat dispersi tina bahan husus gumantung kana kumaha indéks réfraktif variasina kalawan panjang gelombang. Kalayan ngaronjatna panjang gelombang janten fenomena kirang dibaca réfraksi cahaya. Ieu dikonfirmasi ku kanyataan yén ungu refract leuwih ti beureum, lantaran panjang gelombang nyaeta pondok. Alatan dispersi dina kaca dawam lumangsung lampu bengkahna dipikawanoh kana komponén na.

perluasan caang

Dina ahir abad XVII, Sir Isaak Nyuton dilakukeun runtuyan percobaan nu ngarah ka kapanggihna nya ku spéktrum ditingali, sarta geus nembongkeun yen lampu bodas diwangun ku hiji Asép Sunandar Sunarya maréntahkeun tina kelir mimitian ti ungu ngaliwatan bulao, héjo, konéng, oranyeu na beureum pagawean. Gawe bareng dina kamar darkened, Newton ditempatkeun hiji prisma gelas kana penetrates beam sempit ngaliwatan liang dina jandela shutters. Nalika ngaliwatan hiji prisma nyaéta lampu refracted - gelas proyek eta dina layar di hiji spéktrum berurutan.

Newton menyimpulkan yén lampu bodas mangrupa campuran kelir béda, sarta yén prisma anu "scatters" lampu bodas, refracting tiap warna ti sudut béda. Newton teu bisa babagi kelir ku jalan ngalirkeun aranjeunna ngaliwatan hiji prisma kadua. Tapi nalika anjeunna nempatkeun di prisma anu kadua pisan deukeut ka mimiti, ku kituna sagala kelir dispersed sarta indit kana prisma anu kadua, anu peneliti manggihan yén kelir nu recombined deui pikeun ngabentuk lampu bodas. kapanggihna ieu convincingly dibuktikeun komposisi spéktral cahaya nu bisa gampang dibagi sarta disambungkeun.

fenomena dispersi muterkeun hiji peran konci dina angka nu gede ngarupakeun fenomena béda. Katumbiri teh hasil tina réfraksi cahaya dina tetes hujan, nyieun hiji tetempoan impressive tina dékomposisi spéktral, sarupa jeung nu mana lumangsung dina prisma anu.

Sudut kritis jeung réfléksi internal total

Nalika ngaliwatan médium kalayan indéks luhur réfraksi dina médium kalayan jalur gerakan handap gelombang diartikeun ku sudut incidence nu aya kaitannana ka separation tina dua bahan. Lamun sudut incidence ngaleuwihan hiji nilai nu tangtu (gumantung kana indéks réfraksi tina dua bahan), eta ngahontal titik dimana lampu teu refracted dina medium sareng indéks handap.

Kritis (atawa wates) sudut diartikeun sudut incidence, hasilna sudut réfraksi of 90 °. Dina basa sejen, salaku sudut incidence kurang réfraksi kritis lumangsung, sarta lamun eta sarua jeung eta, ti beam refracted pas sapanjang rohangan pamisahan dua bahan. Lamun sudut incidence ngaleuwihan kritis, lampu nu keur reflected deui. fenomena kieu katelah total cerminan internal. Conto pamakéan anak - intan na serat optik. Potong inten promotes cerminan internal total. Kalolobaan sinar ngasupkeun liwat luhureun inten teh, bakal reflected dugi aranjeunna ngahontal permukaan luhur. Ieu naon mere intan glitter maranéhanana. Serat optik nyaéta sagelas "bulu", nu jadi ipis nu lamun lampu asup kana hiji tungtung, éta teu bisa kabur. Jeung ngan lamun beam ngahontal tungtung nu sejen, manehna bakal tiasa ninggalkeun serat.

Ngartos jeung ngatur

Alat optik, mimitian ti mikroskop na teleskop kana kaméra, projectors video, sarta sanajan panon manusa bisa ngandelkeun kanyataan yén lampu bisa fokus, refracted na reflected.

Réfraksi ngahasilkeun rupa-rupa fénoména, kaasup mirages, rainbows, illusions optik. Alatan éta réfraksi tina sagelas kandel-walled bir sigana leuwih lengkep, sarta panonpoé mana handap pikeun sababaraha menit saterusna ti dinya sabenerna mah. Jutaan jalma make kakuatan réfraktif pikeun ngabenerkeun defects visi kalayan bantuan gelas atanapi lenses kontak. Ku pamahaman pasipatan ieu cahaya jeung manajemén, urang bisa ningali rinci halimunan ku mata taranjang, paduli naha aranjeunna dina slide mikroskop atanapi dina galaksi jauh.