Ποια είναι η γωνία πρόσπτωσης;

Η γωνία πρόσπτωσης μπορεί να αναφέρεται σε έναν αριθμό οντοτήτων:στην οπτική, η γωνία πρόσπτωσης είναι η γωνία που δημιουργεί η προσπίπτουσα ακτίνα με τη γραμμή που χαράσσεται κάθετα από το σημείο επαφής σε μια επιφάνεια. Στην αεροδυναμική, η γωνία πρόσπτωσης αναφέρεται στη γωνία μεταξύ της χορδής του πτερυγίου ενός αεροσκάφους και του διαμήκους άξονα της ατράκτου. Μερικές φορές, ο όρος «γωνία πρόσπτωσης» χρησιμοποιείται εναλλακτικά με τη «γωνία επίθεσης», που αναφέρεται στη γωνία μεταξύ της αδιατάρακτης ροής αέρα και της χορδής του πτερυγίου ενός αεροσκάφους.

Ας δούμε τις διαφορετικές ερμηνείες (με βάση τα αντίστοιχα συμφραζόμενά τους) του όρου «γωνία πρόσπτωσης». Θα ξεκινήσουμε με την ερμηνεία που χρησιμοποιείται πιο συχνά.

Ποια είναι η γωνία πρόσπτωσης;

Στην οπτική, η γωνία μεταξύ της ακτίνας που προσπίπτει σε μια επίπεδη επιφάνεια και της ευθείας που είναι κάθετη στην επιφάνεια στο σημείο πρόσπτωσης (της ακτίνας) ορίζεται ως η γωνία πρόσπτωσης.

Η γωνία «i» είναι η γωνία πρόσπτωσης.

Για αρχή, μια κάθετη γραμμή είναι αυτή που ανεβαίνει ευθεία από μια επιφάνεια. Στην οπτική, αναφέρονται σε αυτή τη γραμμή ως «κανονική». Το κανονικό είναι πολύ σημαντικό όταν μιλάμε για γωνίες στην οπτική. Αυτό δεν είναι μόνο οπτική. θα συναντάτε αυτό το «φυσιολογικό» όλη την ώρα ενώ μελετάτε τους φυσικούς νόμους.

Η γωνία πρόσπτωσης περιλαμβάνει δύο γραμμές:η πρώτη είναι η προσπίπτουσα ακτίνα φωτός που πέφτει σε μια επιφάνεια. Ένα κανονικό σχεδιάζεται στο σημείο όπου η προσπίπτουσα ακτίνα αγγίζει την επιφάνεια. Τώρα, η γωνία που κάνει η προσπίπτουσα ακτίνα με την κανονική ονομάζεται γωνία πρόσπτωσης.

Οι άλλες γωνίες που σχετίζονται με τις ακτίνες φωτός (που σχετίζονται με τις επιφάνειες) περιλαμβάνουν τη γωνία ανάκλασης και τη γωνία διάθλασης. Στην πραγματικότητα, ο νόμος της ανάκλασης δηλώνει ότι η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με τη γωνία ανάκλασης.

Ο νόμος της ανάκλασης

Γωνία ματιάς

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι όταν έχουμε να κάνουμε με μια ακτίνα φωτός που είναι σχεδόν παράλληλη με την επιφάνεια, μερικές φορές είναι πιο χρήσιμο και βολικό να αναφερόμαστε στη γωνία μεταξύ της ακτίνας και της επιφάνειας, παρά στην ακτίνα και στην κανονική. Με πιο συγκεκριμένους όρους, μπορείτε να προσδιορίσετε το μέγεθος της πρώτης αφαιρώντας την τιμή της γωνίας πρόσπτωσης από το 90. Αυτή η μικρή γωνία αναφέρεται ως "γωνία ματιάς".

Η έννοια της γωνίας ματιάς χρησιμοποιείται ευρέως στην ατομική οπτική και στη φασματοσκοπία ακτίνων Χ. Αυτή η γωνία είναι τόσο μικρή που συχνά εκφράζεται σε milliradians.

Αυτά ήταν όλα τα βασικά πράγματα που έπρεπε να γνωρίζετε για τη γωνία πρόσπτωσης στην οπτική. Τώρα, ας προχωρήσουμε στις άλλες ερμηνείες αυτού του ευέλικτου όρου.

Γωνία πρόσπτωσης (αεροδυναμική)

Στην αεροδυναμική, η γωνία πρόσπτωσης αναφέρεται στη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της γραμμής χορδής του πτερυγίου και ενός άξονα αναφοράς κατά μήκος της ατράκτου. Αυτός ο ορισμός ισχύει για αεροσκάφη που έχουν σταθερά φτερά.

Η γραμμή χορδής, στην αεροναυπηγική, είναι η νοητή ευθεία γραμμή που ενώνει τις μπροστινές και τις πίσω άκρες μιας αεροτομής (μια δομή που έχει σχήμα να παράγει ανύψωση όταν κινείται στον αέρα). Ο διαμήκης άξονας του αεροσκάφους περνά μέσα από το αεροσκάφος από τη μύτη μέχρι την ουρά. Είναι ένας άξονας αναφοράς κατά μήκος της ατράκτου. Έτσι, η γωνία πρόσπτωσης, στην αεροναυπηγική, αναφέρεται στη γωνία μεταξύ της γραμμής χορδής (όπου η πτέρυγα συνδέεται με την άτρακτο) και του διαμήκους άξονα, έναν άξονα αναφοράς κατά μήκος της ατράκτου.

Αναφέρεται επίσης ως γωνία τοποθέτησης, η γωνία πρόσπτωσης καθορίζεται στο σχεδιασμό του αεροσκάφους και, εκτός από μερικές ασυνήθιστες εξαιρέσεις, δεν μπορεί να αλλάξει ή να αλλάξει κατά τη διάρκεια της πτήσης.

Ένα RF-8A Crusader. Αυτό το αεροσκάφος μπορεί να αλλάξει τη γωνία πρόσπτωσης κατά την πτήση. (Φωτογραφία:Ναυτικό των ΗΠΑ/Wikimedia Commons)

Γωνία επίθεσης

Η γωνία επίθεσης (AOA) είναι η γωνία μεταξύ της χορδής του πτερυγίου και της αδιατάρακτης ροής αέρα. Με απλά λόγια, είναι η γωνία μεταξύ ενός άξονα αναφοράς σε ένα φτερό αεροπλάνου και του επερχόμενου αέρα.

Αυτός ο άξονας αναφοράς μπορεί μερικές φορές να είναι η νοητή γραμμή που συνδέει το μπροστινό και το πίσω άκρο του αεροσκάφους σε κάποιο μέσο σημείο στο φτερό. Ωστόσο, τα περισσότερα εμπορικά αεροπλάνα χρησιμοποιούν τον διαμήκη άξονα ή την κεντρική γραμμή της ατράκτου ως άξονα αναφοράς.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι στην αεροναυπηγική, ο όρος «γωνία πρόσπτωσης» χρησιμοποιείται μερικές φορές ως συνώνυμος της «γωνίας επίθεσης», αλλά στην πραγματικότητα, αυτοί οι δύο όροι αναφέρονται σε διαφορετικές γωνίες.