Πώς το φως αλλάζει ταχύτητα από γυαλί στον αέρα;

Καθώς το φως ταξιδεύει από ένα πυκνότερο μέσο όπως το γυαλί σε ένα λιγότερο πυκνό μέσο όπως ο αέρας, η ταχύτητά του αυξάνεται. Αυτό το φαινόμενο συμβαίνει λόγω αλλαγών στον δείκτη διάθλασης του υλικού, καθώς το φως διασχίζει το όριο μεταξύ των δύο ουσιών.

1. Δείκτης διάθλασης:

- Ο δείκτης διάθλασης (n) ενός υλικού είναι ένα μέτρο του πόσο φως στρέφεται όταν περνάει μέσα από αυτό σε σύγκριση με την ταχύτητά του σε ένα κενό.

- Το γυαλί έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα, που σημαίνει ότι το φως ταξιδεύει πιο αργά σε γυαλί από ό, τι στον αέρα.

2. Νόμος του Snell:

- Ο νόμος του Snell περιγράφει τη σχέση μεταξύ των γωνιών της επίπτωσης και της διάθλασης όταν το φως περνά από το ένα μέσο σε άλλο. Δηλώνει ότι:

`` `

n1 * sin θ1 =n2 * sin θ2

`` `

- Τα N1 και N2 είναι οι διάθλοι δείκτες του πρώτου και του δεύτερου μέσου, αντίστοιχα.

- θ1 και θ2 είναι οι γωνίες επίπτωσης και διάθλασης, αντίστοιχα.

3. Το φως στρέφεται προς το κανονικό:

- Όταν το φως ταξιδεύει από ένα πυκνότερο μέσο (υψηλότερος δείκτης διάθλασης) σε ένα λιγότερο πυκνό μέσο (χαμηλότερος δείκτης διάθλασης), κάμπτεται μακριά από το κανονικό (μια γραμμή κάθετη στην επιφάνεια).

4. Αλλαγή ταχύτητας:

- Καθώς το φως στρέφεται μακριά από το φυσιολογικό κατά την είσοδο στο λιγότερο πυκνό μέσο, ​​η κατεύθυνση του αλλάζει και κατά συνέπεια η ταχύτητα του αλλάζει. Δεδομένου ότι η συχνότητα του φωτός παραμένει σταθερή, μια αλλαγή στην κατεύθυνση συνεπάγεται μια αλλαγή στην ταχύτητα.

5. Ταχύτερα στον αέρα:

- Δεδομένου ότι το γυαλί έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα, το φως ταξιδεύει πιο αργά σε γυαλί. Αντίθετα, όταν το φως αφήνει το γυαλί και εισέρχεται στον αέρα, συναντά έναν χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, προκαλώντας την κάμψη προς το κανονικό και επιταχύνει.

Συνοπτικά, όταν το φως μετακινείται από γυαλί στον αέρα, η ταχύτητά του αυξάνεται επειδή ο δείκτης διάθλασης μειώνεται, με αποτέλεσμα την αλλαγή στην κατεύθυνση του φωτός κύματος καθώς διασχίζει το όριο μεταξύ των δύο μέσων.