Τι προκαλεί ένα κύμα να λυγίσει και να ταξιδέψει σε νέα κατεύθυνση όταν μετακινείται από το ένα άλλο;

Ένα κύμα στρέφεται και ταξιδεύει σε μια νέα κατεύθυνση όταν μετακινείται από το ένα μέσο σε άλλο λόγω ενός φαινομένου που ονομάζεται διάθλαση. Η διάθλαση εμφανίζεται όταν ένα κύμα συναντά ένα όριο μεταξύ δύο υλικών με διαφορετικές πυκνότητες ή ιδιότητες, προκαλώντας την αλλαγή της ταχύτητας και της κατεύθυνσης.

Εδώ είναι η λεπτομερής εξήγηση για το τι προκαλεί διάθλαση:

1. Αλλαγή στην ταχύτητα κύματος :

Όταν ένα κύμα κινείται από το ένα μέσο σε άλλο, η ταχύτητά του αλλάζει. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα εμφανίζεται επειδή το κύμα αλληλεπιδρά διαφορετικά με τα σωματίδια του νέου μέσου. Σε γενικές γραμμές, τα κύματα ταξιδεύουν γρηγορότερα σε πυκνότερα μέσα ενημέρωσης και πιο αργά σε λιγότερο πυκνά μέσα.

2. Νόμος Snell :

Η κάμψη των κυμάτων λόγω διάθλασης διέπεται από το νόμο του Snell, ο οποίος περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας συμβάντων (η γωνία με την οποία το κύμα χτυπά το όριο) και την διαθλασμένη γωνία (η γωνία με την οποία το κύμα συνεχίζεται μετά τη διέλευση του ορίου). Ο νόμος του Snell δηλώνει ότι η αναλογία των SINES της γωνίας προσπίπτουσας (θ1) και η διαθλασμένη γωνία (θ2) είναι ίση με την αναλογία των ταχύτητων κυμάτων στα δύο μέσα (V1 και V2):

`` `

sin (θ1) / sin (θ2) =v1 / v2

`` `

- Καθώς το κύμα διασχίζει το όριο, το τμήμα του κύματος που εισέρχεται στο δεύτερο μέσο επιβραδύνεται, ενώ το τμήμα που παραμένει στο πρώτο μέσο συνεχίζεται με την αρχική του ταχύτητα.

- Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα δημιουργεί μια αλλαγή στην κατεύθυνση του κύματος, προκαλώντας την κάμψη ή τη διαθλασμένη.

3. Δείκτης διάθλασης :

Ο δείκτης διάθλασης (n) ενός υλικού είναι ένα μέτρο του πόσο καλύπτει το φως. Ορίζεται ως ο λόγος της ταχύτητας του φωτός σε κενό (c) στην ταχύτητα του φωτός στο υλικό (v):

`` `

n =c / v

`` `

- Υλικά με υψηλότερο δείκτη διάθλασης κάμψη φωτός περισσότερο από τα υλικά με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης.

4. Παραδείγματα διάθλασης :

- νερό :Όταν το φως ταξιδεύει από τον αέρα σε νερό, κάμπτεται προς το κανονικό (η κάθετη γραμμή στην επιφάνεια) επειδή το νερό έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αντικείμενα φαίνεται να είναι πιο κοντά στην επιφάνεια όταν βλέπουν από το υποβρύχιο.

- γυαλί :Όταν το φως ταξιδεύει από τον αέρα σε γυαλί, λυγίζει επίσης προς το κανονικό, επειδή το γυαλί έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αντικείμενα φαίνεται να μεγεθύνονται όταν βλέπουν μέσω γυαλιού.

- πρίσματα :Τα πρίσματα είναι αντικείμενα τριγωνικού σχήματος κατασκευασμένα από γυαλί ή άλλα διαφανή υλικά που χρησιμοποιούν διάθλαση για να διαχωρίσουν το φως στα χρώματα του συστατικού του. Όταν το λευκό φως περνά μέσα από ένα πρίσμα, κάμπτεται διαφορετικά για κάθε χρώμα, δημιουργώντας ένα αποτέλεσμα ουράνιου τόξου.