A fényelemek, törvények és kísérletek refrakciója

az fény fénytörése az az optikai jelenség, amely akkor fordul elő, amikor a fény elhajlik két különböző fénytörési indexű közeg elválasztó felületén. Amikor ez megtörténik, a fény megváltoztatja irányát és sebességét.

A fénytörés például akkor következik be, amikor a fény levegőből vízbe megy, mivel a víz alacsonyabb törésmutatóval rendelkezik. Ez egy olyan jelenség, amely tökéletesen látható a medencében, amikor megfigyeli, hogy a test víz alatti formái eltérnek attól az iránytól, amelyiknek rendelkeznie kell.

Ez egy olyan jelenség, amely a különböző hullámtípusokat érinti, bár a fény a leginkább reprezentatív, és az, amely napról napra több jelenlétet mutat..

A fénytörés magyarázatát a holland fizikus, Willebrord Snell van Royen ajánlotta, aki egy törvényt hozott létre, amely magyarázza azt, amit Snell-törvénynek neveztek..

Az egyik tudós, aki különös figyelmet fordított a fénytörésre, Isaac Newton volt. A tanulmányozásához létrehozta a híres üvegprizmust. A prizmában a fény az egyik arcán behatol a belsejébe, elszakad és különböző színekben bomlik. Ily módon a fénytörés jelenségén keresztül bebizonyosodott, hogy a fehér fény a szivárvány minden színéből áll.

index

• 1 A törés elemei
  • 1.1 A fénytörés indexe különböző médiumokban
• 2 Törés törvényei
  • 2.1 A törés első joga
  • 2.2 A törés második joga
  • 2.3 Fermat elve
  • 2.4 A Snell törvényének következményei
  • 2.5 Határszög és teljes belső visszaverődés
• 3 Kísérletek
  • 3.1 
• 4 A fénytörés naponta
• 5 Referenciák 

A törés elemei

A fénytörés tanulmányozásakor figyelembe veendő főbb elemek a következők: - Az incidenssugár, amely a két fizikai közeg szétválasztó felületén ferdén sugárzó sugár. ami a sugár, amely átlépi a médiumot, módosítja annak irányát és sebességét. - A normál vonal, amely a két média elválasztó felületére merőleges képzeletbeli vonal. a beeső sugár által a normál értékkel kialakított szög. - A fénytörés szöge (r), amelyet úgy definiálunk, mint a normál és a törött sugár által képzett szöget.

-Ezenkívül figyelembe kell venni egy közeg törésmutatóját (n), amely a fény vákuumsebességének és a közeg sebességének a hányadosa..

n = c / v

E tekintetben érdemes megjegyezni, hogy a vákuum fénysebessége 300 000 000 m / s értéket mutat.

Fény fénytörési indexe különböző médiumokban

A fénytörés mutatója a leggyakoribb eszközök közül az alábbiak:

Törés törvényei

A Snell törvényét gyakran a refrakció törvényének nevezik, de az igazság az, hogy a refrakció törvényei két.

A törés első joga

A beeső sugár, a törött sugár és a normál sugár ugyanabban a térben van. Ebben a törvényben, amelyet Snell is megállapít, a reflexiót is alkalmazzák.

A törés második törvénye

A második a törés vagy a Snell törvénye a következő kifejezést határozza meg:

n₁ sen i = n₂ sen r

N₁ annak a közegnek a törésmutatója, amelyből a fény jön; i az incidencia szöge; n₂ a fényt megtörő közeg törésmutatója; r a törés szöge.

Fermat elve

A Fermat minimális idejének vagy elvének kezdetétől mind a reflexiós törvényeket, mind a refrakció törvényeit tudjuk levonni, amit most láttunk.

Ez az elv megerősíti, hogy az a fénysugarat követő valódi pálya, amely a tér két pontja között mozog, az, amely kisebb időt igényel az átkeléshez.

A Snell-törvény következményei

Az előző kifejezésből levont közvetlen következmények közül néhány:

a) Ha n₂ > n₁ ; sen r < sen i o sea r < i

Tehát, ha egy fénysugár egy alacsonyabb fénytörési indexű közegből halad át egy magasabb fénytörési indexű közegre, a refraktív sugárzás normális.

b) Ha n2 < n₁ ; sen r> sin i vagy r> i

Tehát, ha egy fénysugár a magasabb fénytörési indexű közegből egy alacsonyabb indexű táptalajra halad át, a törött sugár a normális.

c) Ha a beesési szög nulla, akkor a fénytörés szöge szintén nulla.

Határszög és teljes belső visszaverődés

A Snell törvényének másik fontos következménye a határszög. Ez a név a 90 ° -os törésszögnek felel meg.

Amikor ez megtörténik, a törött sugár egybeesik a két közeg elválasztó felületével. Ezt a szöget kritikus szögnek is nevezik.

A határszög fölötti szögeknél a teljes belső visszaverődésnek nevezett jelenség következik be. Ha ez megtörténik, a refrakció nem következik be, mivel a teljes fénysugár belsejében tükröződik. A teljes belső visszaverődés csak akkor fordul elő, ha a magasabb törésmutatóval rendelkező közegből alacsonyabb törésmutatóval rendelkező közegre mozog.

A teljes belső visszaverődés egyik alkalmazása a fény áthatolása az optikai szálon keresztül anélkül, hogy energiaveszteség történne. Ennek köszönhetően élvezhetjük a száloptikai hálózatok által kínált nagy adatátviteli sebességet.

kísérletek

A refrakció jelenségének megfigyelésére szolgáló nagyon alapvető kísérlet egy ceruza vagy toll bevitele vízzel teli üvegben. A fénytörés következtében a víz alatti toll vagy ceruza része kissé megtört vagy eltér attól a pályához képest, amelyet elvárnának..

Megpróbálhat egy hasonló kísérletet is egy lézeres mutatóval. Természetesen szükséges, hogy néhány pohár tejet öntsünk a pohár vízbe, hogy javítsuk a lézerfény láthatóságát. Ebben az esetben ajánlott, hogy a kísérletet alacsony fényviszonyok mellett végezzük, hogy jobban megértsük a fénysugár útját.

Mindkét esetben érdekes a különböző előfordulási szögek kipróbálása, és megfigyelni, hogy a refrakciós szög ezeknek a változásoknak megfelelően változik.

okai 

Ennek az optikai hatásnak az okait meg kell keresni a fénytörés során, ami a ceruza (vagy a lézersugár) képének vízben való elhajlását okozza a levegőben látható kép tekintetében..

A fénytörés a napról napra

A fény fénytörése a mindennapok sok helyzete esetén megfigyelhető. Némelyikünk már elnevezte őket, mások az alábbiakat említik.

A refrakció egyik következménye, hogy a medencék sekélyebbnek tűnnek, mint amilyenek valójában.

A refrakció másik hatása a szivárvány, ami azért következik be, mert a fényt visszaverik a vízcseppek a légkörben való eljuttatásával. Ugyanez a jelenség fordul elő, amikor a fénysugár áthalad egy prizmán.

A fénytörés másik következménye, hogy megfigyeljük a Nap naplementét, amikor már néhány perc múlva történt, mióta tényleg történt.

referenciák

1. Fény (n.d.). Wikipédiában. 2019. március 14-én, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
2. Burke, John Robert (1999). Fizika: a dolgok jellege. Mexikóváros: Nemzetközi Thomson-szerkesztők. 
3. Teljes belső visszaverődés (n.d.). Wikipédiában. 2019 március 12-én, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
4. Fény (n.d.). Wikipédiában. 2019 március 13-án, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
5. Lekner, John (1987). Az elektromágneses és részecske hullámok elmélkedésének elmélete. ugró.
6. Refrakció (n.d.). Wikipédiában. 2019. március 14-én, az en.wikipedia.org webhelyről származik.
7. Crawford jr., Frank S. (1968). Hullámok (Berkeley Physics Course, 3. kötet)), McGraw-Hill.