РЕФРАКЦИЈА СВЕТЛОСТИ: ЕЛЕМЕНТИ, ЗАКОНИ И ЕКСПЕРИМЕНТ - ФИЗИЧКИ - 2025

Преламање светлости је оптичка појава која се јавља када светло косо инцидент на површини раздвајања два медија са различитим индекса преламања. Када се то догоди, светлост мења смер и брзину.

Рефракција се јавља, на пример, када светлост прелази из ваздуха у воду, јер има нижи индекс лома. То је феномен који се савршено може ценити у базену, када посматрамо како облици тела под водом одступају од правца који би требали имати.

Атома

То је феномен који утиче на различите врсте таласа, мада је случај светлости најрепрезентативнији и онај који има највише присуства у нашем свакодневном животу.

Објашњење рефракције светлости понудио је холандски физичар Виллеброрд Снелл ван Роиен, који је успоставио закон који је објаснио као Снелл-ов закон.

Други научник који је посебну пажњу посветио рефракцији светлости био је Исаац Невтон. Да би га проучио, створио је чувену стаклену призму. У призми светлост продире кроз једно од њених лица, прелажући се и распадајући се у различите боје. На овај начин, кроз феномен рефракције светлости, доказао је да се бела светлост састоји од свих боја дуге.

Елементи рефракције

Главни елементи који се морају узети у обзир у проучавању рефракције светлости су следећи: -Падајући зрак, који је зрак који коси пада на површину раздвајања два физичка медија. -Рафрагована зрака, која је зрака која пролази кроз медијум, мењајући свој смер и брзину. -Нормална линија, која је замишљена линија окомита на површину раздвајања два медија. -Угао упадања (и), који се дефинише као угао који настаје од падајуће зраке са нормалним. -Угао рефракције (р), који се дефинише као угао формиран од нормале са рефракционом зраком.

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

н = ц / в

С тим у вези треба имати на уму да брзина светлости у вакууму узима вредност од 300 000 000 м / с.

Индекс лома свјетлости у различитим медијима

Индекси лома свјетлости у неким од најчешћих медија су:

Закони рефракције

Снеллов закон често се назива и законом рефракције, али истина је да се може рећи да постоје два закона лома.

Први закон лома

Падајући зрак, рефракциони зрак и нормалан налазе се у истој равни простора. У овом закону, који је такође изнео Снелл, примењује се и размишљање.

Други закон лома

Други, закон рефракције или Снеллов закон, одређује се следећим изразом:

н ₁ син и = н ₂ син р

Где је н ₁ индекс рефракције медијума из кога долази светлост; и угао упада; н ₂ индекс преламања медија у коме се светлост пребија; р је угао рефракције.

Јоселл7

Ферматов принцип

Из принципа минималног времена или Ферматовог принципа, могу се закључити и закони рефлексије и закони лома, које смо управо видели.

Овај принцип каже да је прави пут праћен светлошћу која се креће између две тачке у простору онај који захтева најмање времена за путовање.

Последице Снелловог закона

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

а) Уколико н ₂ > н ₁ ; син р <син ио нека р <и

Дакле, када светлосни зрак прелази из медијума са нижим индексом преламања у други са вишим индексом лома, рефракциони зрак се приближава нормалном.

б) ако је н2 <н ₁ ; син р> син ио нека р> и

Дакле, када светлосни зрак прелази из медијума са вишим индексом преламања у други са нижим индексом, преломљени зрак се одмиче од нормалног.

ц) Ако је угао упадања једнак нули, тада је угао зраке рефракције једнак нули.

Огранични угао и укупни унутрашњи одраз

Друга важна последица Снелловог закона је оно што је познато као гранични угао. То је назив дат угаоном упадању који одговара углу рефракције од 90 °.

Када се то догоди, преломљени зрак се креће у линији са површином за одвајање два медија. Овај угао се назива и критични угао.

За углове веће од граничног угла јавља се феномен познат као тотална унутрашња рефлексија. Када се то догоди, не долази до лома, јер се цео сноп светлости рефлектује изнутра. Потпуна унутрашња рефлексија настаје само преласком из медијума са вишим индексом преламања у медијум са нижим индексом лома.

Једна примена укупног унутрашњег одсјаја је провођење светлости кроз оптичка влакна без губитка енергије. Захваљујући њему, можемо уживати у великим брзинама преноса података које нуде оптичке мреже.

Експерименти

Врло основни експеримент за посматрање феномена рефракције састоји се од стављања оловке или оловке у чашу пуну воде. Као резултат рефракције светлости, потопљени део оловке или оловке делује мало сломљен или одступан од пута који би неко очекивао.

Велуал

Такође можете да покушате сличан експеримент са ласерским показивачем. Наравно, потребно је сипати неколико капи млека у чашу воде да бисте побољшали видљивост ласерске светлости. У овом случају, препоручује се експеримент да се изведе у условима слабог осветљења како би се боље проценио путања светлосног снопа.

У оба случаја је занимљиво испробати различите углове упада и посматрати како се кут рефракције мења како се мењају.

Узроци

Узроке овог оптичког ефекта треба тражити у рефракцији светлости која узрокује да се слика оловке (или снопа светлости са ласера) девијатира под водом у односу на слику коју видимо у ваздуху.

Рефракција светлости у свакодневном животу

Рефракција светлости се може приметити у многим данашњим ситуацијама. Неке смо већ именовали, а друге ћемо коментарисати у наставку.

Последица рефракције је да су базени плиткији него што заправо јесу.

Други ефекат рефракције је дуга, која се јавља зато што се светлост рефрактира пролазећи кроз капљице воде присутне у атмосфери. То је исти феномен који се дешава када сноп светлости прође кроз призму.

Друга последица рефракције светлости је та што посматрамо залазак Сунца након што је прошло неколико минута од његовог стварног дешавања.

Референце

1. Светло (друго). У Википедији. Преузето 14. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
2. Бурке, Јохн Роберт (1999). Физика: природа ствари. Мексико ДФ: Међународни Тхомсон Едиторес.
3. Укупна унутрашња рефлексија (друга). На Википедији. Преузето 12. марта 2019 са ен.википедиа.орг.
4. Светло (друго). На Википедији. Преузето 13. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
5. Лекнер, Јохн (1987). Теорија рефлексије, електромагнетних и честица таласа. Спрингер.
6. Рефракција (друга). На Википедији. Преузето 14. марта 2019, са ен.википедиа.орг.
7. Цравфорд јр., Франк С. (1968). Вавес (Беркелеи Пхисицс Цоурсе, Вол. 3), МцГрав-Хилл.