VIDEO: Vypočítejte úhel k kolmici, když se světlo láme

Refrakce - to byste měli vědět

• Bez ohledu na to, zda to znáte ze školy nebo jste to viděli mnohokrát v každodenním životě, světlo ne vždy jde rovně, ale světelná dráha se zalomí, když světelný paprsek z jednoho média - například vzduchu - do jiného - například ze skla nebo vody - transformuje. Tato skutečnost se - vhodně - nazývá refrakce.
• Světelný paprsek mění svůj směr, čím silněji opticky hustší materiál, do kterého přechází. Tato optická hustota obvykle souvisí se skutečnou hustotou látek, protože interakce s molekulami nebo atomy látky je zodpovědná za lom světla.
• Charakteristickou veličinou pro lom světla je takzvaný index lomu látky, někdy také nazývaný index lomu. To znamená schopnost látky vychýlit světlo z původního směru. Velký index lomu zajišťuje velkou výchylku světla. Vzduch má index lomu n = 1; Voda a sklo mají větší hodnoty.

Úhel k kolmici - obecný přístup k výpočtu

• Vychýlení světla je popsáno zákonem lomu.
  Čte sin α / sin β = n₂/ n₁ nebo v (lehčí formě) n₁ x sin α = n₂ x sin β.
instagram viewer
• Tento zákon zahrnuje proměnné jako úhel dopadu α, úhel odrazu β, kolmý na dopad a samozřejmě indexy lomu n₁ a n₂ dotčených látek.


Kritický úhel - jednoduché vysvětlení

Kritický úhel je veličina, která souvisí s jevem úplného odrazu. …

• Kolmice je vždy přímka, která je kolmá na rozhraní mezi těmito dvěma materiály. V nejjednodušším případě tam světelný paprsek dopadá na povrch vody ze vzduchu.
  Úhel dopadu α ​​je přesně takový úhelže světelný paprsek se tvoří s touto linií dopadu.
• Úhel porušení β je úhel, který zlomená resp. zalomený světelný paprsek se tvoří s kolmým dopadem na vodu. Pro přechod mezi vzduchem a vodou je tento úhel menší než úhel dopadu.
• Znáte indexy lomu resp Indexy lomu, jakož i jeden ze dvou úhlů k normálu dopadu, lze pomocí tohoto zákona vypočítat odpovídající další úhel a poznat tak průběh zauzlovacího světelného paprsku.

Úhel v lomu světla - vypočítaný příklad

Světelný paprsek svírá s kolmicí úhel dopadu α ​​= 30 °, když přechází ze vzduchu do vody. Vypočítejte úhel selhání β.

1. Index lomu vzduchu je n₁ = 1; index lomu pro vodu je n₂ = 1,3. Tuto hodnotu můžete vzít například z knihy fyziky: je to výsledek experimentů. Světelný paprsek vždy pochází z látky č₁ podle látky č₂ nezaměňujte indexy lomu.
2. Vložte dané hodnoty do zákona lomu. Získáte sin 30 ° / sin β = 1,3 / 1.
3. Převedením získáte sin 30 ° / 1,3 = sin β.
4. Přineste si kalkulačka a dostanete sin β = 0,385 (zaokrouhleno na tři desetinná místa).
5. Nyní stiskněte klávesu inverzního sinu (v závislosti na modelu hřích^-1(arcsin nebo Inv Sin) pro výpočet úhlu β. Získáte β = 22,62 °.

Jak se dalo očekávat, úhel odrazu, který světelný paprsek tvoří ve vztahu ke kolmici, je menší než úhel dopadu při přechodu ze vzduchu do vody.