Ngayon ay ibubunyag natin kung ano ang anggulo ng repraksyon ng isang electromagnetic wave (ang tinatawag na liwanag) at kung paano nabuo ang mga batas nito.
Mata, balat, utak
Ang tao ay may limang pangunahing pandama. Nakikilala ng mga medikal na siyentipiko ang hanggang labing-isang iba't ibang hindi magkatulad na sensasyon (halimbawa, isang pakiramdam ng presyon o sakit). Ngunit nakukuha ng mga tao ang karamihan sa kanilang impormasyon sa pamamagitan ng kanilang mga mata. Hanggang sa siyamnapung porsyento ng mga magagamit na katotohanan na alam ng utak ng tao bilang mga electromagnetic vibrations. Kaya naiintindihan ng mga tao ang kagandahan at aesthetics nang biswal. Ang anggulo ng repraksyon ng liwanag ay may mahalagang papel dito.
Disyerto, lawa, ulan
Ang mundo sa paligid ay natatakpan ng sikat ng araw. Ang hangin at tubig ang nagiging batayan ng kung ano ang gusto ng mga tao. Siyempre, may malupit na kagandahan sa tuyong mga landscape ng disyerto, ngunit karamihan sa mga tao ay mas gusto ang ilang kahalumigmigan.
Ang tao ay palaging nabighani sa mga batis ng bundok at makinis na mga ilog sa mababang lupain, mga tahimik na lawa at patuloy na pag-uurong mga alon ng dagat, mga tilamsik ng talon at isang malamig na panaginip ng mga glacier. Higit sa isang beses napansin ng lahat ang kagandahan ng paglalaro ng liwanag sa hamog sa damuhan, ang kislap ng hamog na nagyelo sa mga sanga, ang gatas na kaputian ng hamog at ang madilim na kagandahan ng mababang ulap. At lahat ng mga epektong ito ay nilikhasalamat sa anggulo ng repraksyon ng sinag sa tubig.
Mata, electromagnetic scale, rainbow
Ang liwanag ay isang pagbabago-bago ng electromagnetic field. Tinutukoy ng wavelength at dalas nito ang uri ng photon. Tinutukoy ng dalas ng vibration kung ito ay isang radio wave, isang infrared ray, isang spectrum ng ilang kulay na nakikita ng isang tao, ultraviolet, X-ray o gamma radiation. Nakikita ng mga tao sa kanilang mga mata ang mga electromagnetic vibrations na may mga wavelength mula 780 (pula) hanggang 380 (violet) nanometer. Sa sukat ng lahat ng posibleng alon, ang seksyong ito ay sumasakop sa isang napakaliit na lugar. Iyon ay, hindi nakikita ng mga tao ang karamihan sa electromagnetic spectrum. At ang lahat ng kagandahang naa-access ng tao ay nilikha ng pagkakaiba sa pagitan ng anggulo ng saklaw at anggulo ng repraksyon sa hangganan sa pagitan ng media.
Vacuum, Araw, planeta
Ang mga litrato ay inilalabas ng Araw bilang resulta ng isang thermonuclear reaction. Ang pagsasanib ng mga atomo ng hydrogen at ang pagsilang ng helium ay sinamahan ng pagpapalabas ng isang malaking bilang ng iba't ibang mga particle, kabilang ang light quanta. Sa isang vacuum, ang mga electromagnetic wave ay kumakalat sa isang tuwid na linya at sa pinakamataas na posibleng bilis. Kapag ito ay pumasok sa isang transparent at mas siksik na daluyan, tulad ng atmospera ng mundo, binabago ng liwanag ang bilis ng pagpapalaganap nito. Bilang resulta, binabago nito ang direksyon ng pagpapalaganap. Magkano ang tumutukoy sa refractive index. Ang anggulo ng repraksyon ay kinakalkula gamit ang Snell formula.
Snell's Law
Dutch mathematician na si Willebrord Snell ay nagtrabaho sa buong buhay niya nang may mga anggulo at distansya. Naunawaan niya kung paano sukatin ang mga distansya sa pagitan ng mga lungsod, kung paano makahanap ng ibinigaypunto sa langit. Hindi nakakagulat na nakakita siya ng pattern sa mga anggulo ng light refraction.
Ang formula ng batas ay ganito ang hitsura:
- 1kasalanan θ1 =n2sin θ2.
Sa expression na ito, ang mga character ay may sumusunod na kahulugan:
-
Ang
- 1 at n2 ay ang mga refractive index ng medium one (kung saan nahuhulog ang beam) at medium 2 (pumasok ito dito); Ang
- θ1 at θ2 ay ang anggulo ng saklaw at repraksyon ng liwanag, ayon sa pagkakabanggit.
Mga paliwanag sa batas
Kailangan magbigay ng ilang paliwanag sa formula na ito. Ang mga anggulo θ ay nangangahulugang ang bilang ng mga degree na nasa pagitan ng direksyon ng pagpapalaganap ng sinag at ang normal sa ibabaw sa punto ng pakikipag-ugnay ng sinag ng liwanag. Bakit normal na ginagamit sa kasong ito? Dahil sa katotohanan ay walang mahigpit na patag na ibabaw. At ang paghahanap ng normal sa anumang kurba ay medyo simple. Bilang karagdagan, kung ang anggulo sa pagitan ng hangganan ng media at ang incident beam x ay kilala sa problema, ang kinakailangang anggulo na θ ay (90º-x).
Kadalasan, ang liwanag ay pumapasok mula sa isang mas rarefied (hangin) patungo sa isang mas siksik na medium (tubig). Kung mas malapit ang mga atomo ng daluyan sa isa't isa, mas malakas ang sinag ay na-refracted. Samakatuwid, ang mas siksik na daluyan, mas malaki ang anggulo ng repraksyon. Ngunit nangyayari rin ito sa kabaligtaran: ang liwanag ay bumabagsak mula sa tubig patungo sa hangin o mula sa hangin patungo sa isang vacuum. Sa ganitong mga sitwasyon, maaaring magkaroon ng kundisyon kung saan n1sin θ1>n2. Iyon ay, ang buong sinag ay makikita pabalik sa unang daluyan. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na kabuuang panloobpagmuni-muni. Ang anggulo kung saan nangyari ang mga pangyayaring inilarawan sa itaas ay tinatawag na anggulo ng paglilimita ng repraksyon.
Ano ang tumutukoy sa refractive index?
Nakadepende lang ang value na ito sa mga katangian ng substance. Halimbawa, may mga kristal kung saan mahalaga kung anong anggulo ang papasok ng sinag. Ang anisotropy ng mga katangian ay ipinapakita sa birefringence. May mga media kung saan mahalaga ang polariseysyon ng papasok na radiation. Dapat ding tandaan na ang anggulo ng repraksyon ay nakasalalay sa haba ng daluyong ng radiation ng insidente. Sa pagkakaibang ito nakabatay ang eksperimento sa paghahati ng puting liwanag sa isang bahaghari sa pamamagitan ng isang prisma. Dapat tandaan na ang temperatura ng daluyan ay nakakaapekto rin sa refractive index ng radiation. Kung mas mabilis ang pag-vibrate ng mga atomo ng isang kristal, mas nade-deform ang istraktura nito at ang kakayahang baguhin ang direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag.
Mga halimbawa ng halaga ng refractive index
Nagbibigay kami ng iba't ibang halaga para sa mga pamilyar na kapaligiran:
- Asin (chemical formula NaCl) bilang mineral ay tinatawag na "halite". Ang refractive index nito ay 1.544.
- Ang anggulo ng repraksyon ng salamin ay kinakalkula mula sa refractive index nito. Depende sa uri ng materyal, nag-iiba ang value na ito sa pagitan ng 1.487 at 2.186.
- Ang Diamond ay sikat sa mismong paglalaro ng liwanag dito. Isinasaalang-alang ng mga alahas ang lahat ng mga eroplano nito kapag pinuputol. Ang refractive index ng brilyante ay 2.417.
- Ang tubig na nilinis mula sa mga impurities ay may refractive index na 1.333. Ang H2O ay isang napakahusay na solvent. Samakatuwid, walang kemikal na dalisay na tubig sa kalikasan. Bawat balon, bawat ilog ay nailalarawankasama ang komposisyon nito. Samakatuwid, nagbabago rin ang refractive index. Ngunit para malutas ang mga simpleng problema sa paaralan, maaari mong kunin ang halagang ito.
Jupiter, Saturn, Callisto
Hanggang ngayon, pinag-uusapan natin ang kagandahan ng mundo. Ang tinatawag na normal na mga kondisyon ay nagpapahiwatig ng isang napaka tiyak na temperatura at presyon. Ngunit may iba pang mga planeta sa solar system. Mayroong iba't ibang mga landscape.
Sa Jupiter, halimbawa, posibleng maobserbahan ang argon haze sa methane cloud at helium updrafts. Karaniwan din doon ang X-ray aurora.
Sa Saturn, tinatakpan ng ethane fog ang hydrogen atmosphere. Sa mas mababang mga layer ng planeta, umuulan ang brilyante mula sa napakainit na methane cloud.
Gayunpaman, ang mabatong nagyelo na buwan ng Jupiter na Callisto ay may panloob na karagatan na mayaman sa mga hydrocarbon. Marahil ay nabubuhay ang mga bacteria na kumakain ng asupre sa kalaliman nito.
At sa bawat isa sa mga landscape na ito, lumilikha ng kagandahan ang paglalaro ng liwanag sa iba't ibang surface, gilid, ledge, at ulap.
