Πώς το υλικό λυγίζει το φως;

Η κάμψη του φωτός καθώς περνά από το ένα υλικό στο άλλο ονομάζεται διάθλαση . Εμφανίζεται επειδή το φως ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά υλικά. Δείτε πώς λειτουργεί:

1. ταχύτητα φωτός: Το φως ταξιδεύει ταχύτερα σε κενό και η ταχύτητά του μειώνεται όταν εισέρχεται σε ένα πυκνότερο υλικό όπως το νερό ή το γυαλί.

2. Αλλαγή προς την κατεύθυνση: Όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο, ​​επιβραδύνεται. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα προκαλεί την κάμψη του φωτός. Η γωνία με την οποία το φως κάμπτεται εξαρτάται από τη διαφορά στην ταχύτητα μεταξύ των δύο υλικών και τη γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια.

3. Νόμος του Snell: Αυτός ο νόμος περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης (η γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια) και τη γωνία διάθλασης (η γωνία στην οποία στρέφεται το φως). Δηλώνει ότι η αναλογία του ημιτονοειδούς της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημιτονοειδές της γωνίας διάθλασης είναι ίση με την αναλογία των ταχύτητων φωτός στα δύο υλικά.

Εδώ είναι μια απλή αναλογία:

Φανταστείτε ένα αυτοκίνητο που οδηγεί σε δρόμο. Εάν το αυτοκίνητο εισέλθει σε ένα κομμάτι λάσπης, θα επιβραδυνθεί. Οι μπροστινοί τροχοί θα γυρίσουν ελαφρώς προς τη λάσπη, προκαλώντας την αλλαγή του αυτοκινήτου. Ομοίως, όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο υλικό, επιβραδύνεται και στρέφεται.

Παραδείγματα διάθλασης:

* ουράνια τόξα: Τα ουράνια τόξα σχηματίζονται όταν το φως του ήλιου διαθλάται μέσα από τις σταγόνες βροχής.

* φακοί: Οι φακοί σε γυαλιά και κάμερες χρησιμοποιούν διάθλαση για να εστιάσουν το φως.

* Οπτικές ίνες: Οι οπτικές ίνες χρησιμοποιούν διάθλαση για να καθοδηγήσουν τα σήματα φωτός σε μεγάλες αποστάσεις.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάθλαση:

* Πυκνότητα του υλικού: Τα πυκνότερα υλικά προκαλούν περισσότερη κάμψη φωτός.

* μήκος κύματος φωτός: Διαφορετικά μήκη κύματος φωτός σε ελαφρώς διαφορετικές γωνίες. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα πρίσματα χωρίζουν το λευκό φως στα διαφορετικά του χρώματα.

* Γωνία επίπτωσης: Η γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια επηρεάζει την ποσότητα κάμψης.

Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα υλικά λυγίζουν το φως είναι ζωτικής σημασίας σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένης της οπτικής, της φυσικής και της μηχανικής. Μας επιτρέπει να σχεδιάζουμε φακούς, τηλεσκόπια και άλλα οπτικά όργανα που χειρίζονται το φως για διάφορους σκοπούς.