Γιατί μια αλλαγή στην ταχύτητα κατεύθυνσης ένα μήκος κύματος που προκαλείται από το μέσο;

Ας σπάσουμε τα αποτελέσματα ενός μέσου στο φως (ή οποιοδήποτε κύμα, πραγματικά):

1. Αλλαγή κατεύθυνσης (διάθλαση)

* Η αιτία: Το φως ταξιδεύει σε διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέσα. Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα προκαλεί την κάμψη του φωτός καθώς εισέρχεται σε ένα νέο μέσο υπό γωνία. Σκεφτείτε το σαν ένα αυτοκίνητο που οδηγεί από το πεζοδρόμιο σε ένα λασπώδες πεδίο - η ταχύτητά του επιβραδύνεται και αλλάζει ελαφρώς την κατεύθυνση.

* Η φυσική: Ο νόμος του Snell περιγράφει αυτήν την κάμψη:

* n₁sinth₁ =n₂sinth₂

* n₁ και n₂ είναι οι διαθλαστικοί δείκτες των δύο μέσων (ένα μέτρο για το πόσο φως επιβραδύνεται σε αυτό το μέσο)

* θ -και θ₂ είναι οι γωνίες επίπτωσης και διάθλασης, αντίστοιχα.

2. Αλλαγή στην ταχύτητα

* Η αιτία: Το φως αλληλεπιδρά με τα άτομα και τα μόρια του μέσου. Απορροφάται και επαναλαμβάνεται εκ νέου, πράγμα που το επιβραδύνει.

* Η φυσική: Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό (c) είναι το ταχύτερο που μπορεί να ταξιδέψει. Σε ένα μέσο, ​​η ταχύτητα του φωτός (V) είναι μικρότερη από C και σχετίζεται με τον δείκτη διάθλασης (n) από:

* V =C/N

3. Αλλαγή στο μήκος κύματος (όχι πάντα)

* Η αιτία: Η συχνότητα (πόσες κορυφές κύματος περνάει ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο) του φωτός παραμένει σταθερή καθώς εισέρχεται σε ένα νέο μέσο. Δεδομένου ότι η ταχύτητα αλλάζει, το μήκος κύματος (η απόσταση μεταξύ των κορυφών των κυμάτων) πρέπει επίσης να αλλάξει για να διατηρήσει τη σχέση μεταξύ ταχύτητας, συχνότητας και μήκους κύματος:

* V =fλ

* V =ταχύτητα

* F =Συχνότητα

* λ =μήκος κύματος

* Σημαντική σημείωση: Η αλλαγή στο μήκος κύματος δεν συμβαίνει πάντα. Εάν το φως εισέλθει σε ένα μέσο σε κάθετη γωνία, δεν θα αλλάξει την κατεύθυνση, οπότε το μήκος κύματος παραμένει σταθερό.

Συνοπτικά

* διάθλαση: Αλλαγή κατεύθυνσης λόγω μεταβαλλόμενης ταχύτητας.

* ταχύτητα: Πάντα επιβραδύνεται σε ένα μέσο.

* μήκος κύματος: Αλλαγές για να αντισταθμίσετε την αλλαγή ταχύτητας, αλλά μόνο εάν το φως εισέλθει στο μέσο υπό γωνία.

Παραδείγματα:

* Η ελαφριά κάμψη καθώς εισέρχεται στο νερό από τον αέρα.

* Το φως επιβραδύνεται σε ένα πρίσμα, προκαλώντας διαφορετικά χρώματα να διαχωριστούν (διασπορά).

* Τα μικροκύματα επιβραδύνονται στην ατμόσφαιρα, επηρεάζοντας το εύρος επικοινωνίας τους.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε περαιτέρω ερωτήσεις!