Širina kuta refrakcije

Danas ćemo otkriti koji je to kut refrakcije elektromagnetnog vala (naziv svjetla) i kako se formiraju njezini zakoni.

Oko, koža, mozak

Čovjek ima pet osnovnih osjetila. Medicinski znanstvenici razlikuju do jedanaest različitih neujednačenih senzacija (na primjer, osjećaj pritiska ili boli). Ali glavni podaci ljudi prolaze kroz oči. Do devedeset posto dostupnih činjenica, ljudski mozak je svjestan elektromagnetskih oscilacija. Tako ljudi vizualno shvaćaju ljepotu i estetiku. Kljukanje loma svjetlosti igra važnu ulogu u tome.

Pustinja, jezero, kiša

Svijet oko je prožet sunčevom svjetlošću. Zrak i voda čine osnovu onoga što ljudi vole. Naravno, tu je i teška ljepota u sušnim pustinjskim krajolicima, ali uglavnom ljudi vole određenu količinu vlage.

Čovjek je oduvijek fasciniran planinskim potocima i glatkim ravnicama, mirnim jezerima i valovitim valovima mora, praskama vodopada i hladnim spustom ledenjaka. Više od jednom, svi su primijetili ljepotu igre svjetla u rosi na travi, svjetlucajućem mrazu na granama, mliječnoj bjelini magle i sumornom šarmu niskih oblaka. I svi ti učinci su stvoreni zahvaljujući kutu loma zrake u vodi.

Oko, elektromagnetska ljestvica, duga

Svjetlo je oscilacija elektromagnetskog polja. Valna duljina i njegova frekvencija daju oblik fotona. Frekvencija oscilacije ovisi o tome jesu li radio val, infracrvena zraka, spektar određene boje vidljive ljudima, ultraljubičasto zračenje, x-zračenje ili gama zračenje. Ljudi su sposobni percipirati oči elektromagnetskim oscilacijama valne duljine od 780 (crveno) do 380 (ljubičastih) nanometara. Na ljestvici svih mogućih valova ova stranica zauzima vrlo maleno područje. To jest, većina ljudi ne može opažati većinu elektromagnetskih spektara. I sva ljepota koja je dostupna nekoj osobi stvara razliku između kuta učestalosti i kuta loma na granici medija.

Vakuum, Sunce, Planet

Snellov zakon

Nizozemski matematičar Willebrord Snell radio je cijeli svoj život s kutovima i udaljenosti. Shvatio je kako izmjeriti udaljenosti između gradova, kako pronaći određenu točku na nebu. Nije iznenađujuće da je pronašao zakon kutova loma svjetla.

Formula zakona izgleda ovako:

• n₁grijeh theta₁ = n₂grijeh theta₂.

U ovom izrazu simboli imaju sljedeće značenje:

• n₁ i n₂ Jesu li reflektirajući indeksi medija (od kojih se zraka pojavljuje) i medij 2 (u koji padne);
• theta₁ i theta₂ Je li kut incidencije i lom svjetlosti, respektivno.

Objašnjenja zakona

Potrebno je dati neka objašnjenja ovoj formuli. Na uglovima theta- označava broj stupnjeva koji leže između smjera širenja zrake i normalne do površine na točki kontakta svjetlosne zrake. Zašto se normalno koristi u ovom slučaju? Jer u stvarnosti ne postoje strogo ravne površine. I pronaći normalnu bilo koju krivulju je dovoljno jednostavan. Osim toga, ako je u problemu poznat kut između granice medija i incidentne zrake x, tada je željeni kut theta- je samo (90ordm - x).

Najčešće svjetlost dolazi od više rijetko (zrak) u gustoj (vodenoj) okolini. Što su atomi medija međusobno bliži, to je snop svjetlosti refraktiran. Slijedom toga, što je medija gušća, to je veći kut refrakcije. Ali to se također događa naprotiv: svjetlo pada iz vode u zrak ili iz zraka u vakuum. U takvim okolnostima može doći do stanja pod kojim se n₁grijeh theta₁n₂. To znači da će se cijela zraka odraziti na prvi okoliš. Taj se fenomen naziva potpunim unutarnjim refleksijama. Kut koji se javljaju u gore navedenim okolnostima bit će nazvan granični kut refrakcije.

Što zavisi indeks loma?

Ova vrijednost ovisi samo o svojstvima tvari. Na primjer, postoje kristali za koje je važno, u kojem kutu zraka ulazi. Anizotropija svojstava očituje se u birefringenciji. Postoje okruženja za koja je važna polarizacija dolaznog zračenja. Treba također imati na umu da kut refrakcije ovisi o valnoj duljini incidentnog zračenja. Na toj je razlici iskustvo utemeljeno na odvajanju bijele svjetlosti u duga od prizma. Vrijedno je napomenuti da temperatura medija također utječe na indeks refrakcije zračenja. Što su atomi kristala vibrirani brže, to je deformirana struktura i sposobnost promjene smjera širenja svjetlosti.

Primjeri indeksa loma

Dajemo različite vrijednosti za poznate medije:

1. Sol (kemijska formula NaCl) kao mineral naziva se "halit". Indeks loma je 1.544.
2. Indeks refrakcije stakla izračunava se iz njegova indeksa loma. Ovisno o vrsti materijala, ova vrijednost varira između 1.487 i 2.186.
3. Diamond je poznat po igri svjetla u njemu. Zlatarnici uzimaju u obzir sve svoje zrakoplove pri rezanju. Indeks loma dijamanata iznosi 2.417.
4. Voda, pročišćena od nečistoća, indeks loma je 1.333. H₂O je vrlo dobro otapalo. Stoga ne postoji kemijski čista voda u prirodi. Svaka rijeka, svaka rijeka karakterizira njezin sastav. Slijedom toga, indeks loma također se mijenja. Ali za rješavanje jednostavnih školskih problema, možete uzeti tu vrijednost.

Jupiter, Saturn, Kalisto

Do sada smo razgovarali o ljepoti zemaljskog svijeta. Takozvani normalni uvjeti podrazumijevaju vrlo specifičnu temperaturu i pritisak. Ali postoje i drugi planeti u solarnom sustavu. Postoje vrlo poznati krajolici.

Na Jupiteru, na primjer, moguće je promatrati sumpor argona u oblacima metana i uzlaznim strujanjima helija. Također postoje poznati aurori X-zraka.

Na Saturnu, etan magle nadilaze atmosferu vodika. Na donjim slojevima planeta iz vrlo vrućih metanskih oblaka su dijamantne kiše.

U ovom slučaju, stjenoviti smrznuti satelit Jupiter Callisto ima unutarnji ocean bogat ugljikovodicima. Možda u svom utrobi ima bakterija koje apsorbiraju sumpor.

I u svakom od tih krajolika, ljepota je stvorena igrom svjetlosti na različitim površinama, licima, izbočinama i oblacima.