Bryting av lyselementer, lover og eksperimenter



den lysbrytning er det optiske fenomenet som oppstår når lyset slår skråt på separasjonsflaten av to medier med forskjellig brytningsindeks. Når dette skjer, endrer lyset retning og hastighet.

Refraksjon oppstår, for eksempel når lys passerer fra luft til vann, siden vann har en lavere brytningsindeks. Det er et fenomen som kan sees perfekt i bassenget, når man observerer hvordan kroppsformene under vann ser ut til å avvike fra retningen de burde ha.

Det er et fenomen som påvirker forskjellige bølgetyper, selv om lyset er mest representativt og det som har mer tilstedeværelse i vår tid til dag.

Forklaringen for brytning av lyset ble tilbudt av den nederlandske fysikeren Willebrord Snell van Royen, som etablerte en lov for å forklare at har blitt kjent som Snell lov.

En annen av forskerne som var spesielt oppmerksom på lysets brekning, var Isaac Newton. For å studere det skapte han det berømte glassprismaet. I prismen trer lyset inn i ham ved en av hans ansikter, bryter og dekomponerer i de forskjellige farger. På denne måten viste det seg gjennom lysfrekvensfenomenet at hvitt lys består av alle regnbuens farger.

index

  • 1 Brekningselementer
    • 1.1 Indeks for brytning av lys i forskjellige medier
  • 2 Brekningslover
    • 2.1 Første brytningslov
    • 2.2 Andre brytningsloven
    • 2.3 Fermats prinsipp
    • 2.4 Konsekvenser av Snells lov
    • 2,5 Grensevinkel og total intern refleksjon
  • 3 eksperimenter
    • 3.1 årsaker 
  • 4 Brekningen av lys i dag til dag
  • 5 referanser 

Elementer av brytning

Hovedelementene som skal vurderes i studiet av lysbrytningen er: -Den innfallende stråle, som er den innfallende strålen skrått på flaten som skiller de to físicos.-de brutte stråle media, som er den stråle som går gjennom mediet, endre sin retning og velocidad.-Normal rett, som er den imaginære linje vinkelrett på skilleflaten mellom de to-MEDIOS. innfallsvinkelen (i), definert som vinkelen dannet av innfallsstrålen med det normale. -Brainsjonsvinkelen (r), som er definert som vinkelen dannet av det normale med den refrakterte strålen.

-I tillegg bør man også vurdere brytningsindeksen (n) for et medium, som er kvoten av lysets hastighet i vakuum og lysets hastighet i mediet.

n = c / v

I denne forbindelse er det verdt å huske at lysets hastighet i vakuumet utgjør 300.000.000 m / s.

Refraksjonsindeks av lys i forskjellige medier

Brekningsindeksen for lys på noen av de vanligste måtene er:

Brekningslover

Snells lov blir ofte referert til som bryterloven, men sannheten er at det kan sies at brytningsloven er to.

Første brytningsloven

Innfallsstrålen, den refrakterte strålen og den normale strålen er i samme romflate. I denne loven, som også er uttalt av Snell, brukes også refleksjon.

Andre lov om brytning

Den andre brytningsloven eller Snells lov, bestemmes av følgende uttrykk:

n1 sen i = n2 sen r

Å være n1 brytningsindeksen for mediet som lyset kommer fra; jeg er innfallsvinkelen; n2 brytningsindeksen for mediet hvor lyset brytes; r brytningsvinkelen.

Fermats prinsipp

Fra begynnelsen av Fermats minste tid eller prinsipp kan vi avlede både refleksjonsloven og brytningsloven, som vi nettopp har sett.

Dette prinsippet bekrefter at den virkelige bane som følger en lysstråle som beveger seg mellom to punkter i rommet, er den som krever mindre tid å krysse den.

Konsekvenser av Snells lov

Noen av de direkte konsekvensene som er utledet fra forrige uttrykk er:

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

Så når en stråle av lys passerer fra et medium med en lavere brytningsindeks til et medium med en høyere brytningsindeks, nærmer den refrakterte strålen normal.

b) Hvis n2 < n1 ; sen r> synd i eller r> i

Så når en stråle av lys passerer fra et medium med en høyere brytningsindeks til et medium med en lavere indeks, beveger den brente strålen bort fra det normale.

c) Hvis innfallsvinkelen er null, er vinkelen til brytningsbjelken også null.

Grensevinkel og total intern refleksjon

En annen viktig konsekvens av Snells lov er det som kalles grensevinkelen. Dette er navnet gitt til innfallsvinkelen som tilsvarer en brytningsvinkel på 90º.

Når dette skjer, beveger den brente strålen seg i skilleflaten med de to media. Denne vinkelen kalles også den kritiske vinkelen.

For vinkler over grensevinkelen oppstår fenomenet total intern refleksjon. Når dette skjer, oppstår ikke bryting, siden hele lysstrålen reflekteres internt. Total intern refleksjon oppstår kun når den flyttes fra et medium med en høyere brytningsindeks til et medium med en lavere brytningsindeks.

En applikasjon av total intern refleksjon er ledningen av lys gjennom den optiske fiberen uten tap av energi som finner sted. Takket være det, kan vi nyte de høye dataoverføringshastighetene som tilbys av fiberoptiske nettverk.

eksperimenter

Et veldig grunnleggende eksperiment for å kunne observere fenomenet brytning består i å innføre en blyant eller en penn i et glass fylt med vann. Som et resultat av lysbrytning, vises den nedsenkede delen av blyant eller penn ødelagt eller noe forskjøvet fra banen som kan forventes å ha.

Du kan også prøve å gjøre et lignende eksperiment med en laserpeker. Selvfølgelig er det nødvendig å helle noen dråper melk i glasset for å forbedre synligheten til laserlyset. I dette tilfellet anbefales det at eksperimentet utføres under svake lysforhold for bedre å verdsette stien til lysstrålen.

I begge tilfeller er det interessant å prøve forskjellige vinkler av forekomst og observere hvordan brytningsvinkelen varierer som disse endringene.

årsaker 

Årsakene til denne optisk effekt må søkes i brytning av lys som gjør at bildet blyant (eller laserstråle) blir avbøyd under vann med hensyn til bilde vi ser i luften.

Brekningen av lys i dag til dag

Lyset brytes i mange situasjoner i vår tid. Noen av oss har allerede kalt dem, andre vi nevner dem nedenfor.

En konsekvens av brytningen er at bassengene ser ut til å være grunne enn de egentlig er.

En annen effekt av brytning er regnbuen som oppstår fordi lyset brytes ved å føre vanndråper i atmosfæren. Det er det samme fenomenet som oppstår når en stråle av lys passerer gjennom et prisme.

En annen konsekvens av lysets brytning er at vi ser solnedgangen til Solen når det har skjedd flere minutter siden det virkelig skjedde.

referanser

  1. Lys (n.d.). På Wikipedia. Hentet 14. mars 2019, fra en.wikipedia.org.
  2. Burke, John Robert (1999). Fysikk: Tingenes natur. Mexico City: International Thomson Editors. 
  3. Totalt intern refleksjon (n.d.). På Wikipedia. Hentet 12. mars 2019, fra en.wikipedia.org.
  4. Lys (n.d.). På Wikipedia. Hentet 13. mars 2019, fra en.wikipedia.org.
  5. Lekner, John (1987). Refleksjonsteori, av elektromagnetiske og partikkelbølger. Springer.
  6. Refraksjon (n.d.). På Wikipedia. Hentet 14. mars 2019, fra en.wikipedia.org.
  7. Crawford jr., Frank S. (1968). Bølger (Berkeley Physics Course, vol. 3), McGraw-Hill.