Αποδείξτε ότι η γωνία μεταξύ των ανακλώμενων και των διαθλασμένων ακτίνων είναι 90 βαθμοί εάν ένα περιστατικό ακτίνων από πυκνότερο έως σπανιότερο μέσο;
Εδώ είναι γιατί:
Κατανόηση των εννοιών
* διάθλαση: Όταν το φως ταξιδεύει από το ένα μέσο σε άλλο (όπως ο αέρας σε νερό), αλλάζει κατεύθυνση λόγω της διαφοράς στην ταχύτητα του φωτός σε κάθε μέσο. Αυτή η κάμψη του φωτός ονομάζεται διάθλαση.
* Κρίσιμη γωνία: Η κρίσιμη γωνία είναι η γωνία πρόσπτωσης στην οποία η διαθλασμένη ακτίνα ταξιδεύει κατά μήκος του ορίου μεταξύ των δύο μέσων (στους 90 μοίρες στο κανονικό).
* Συνολική εσωτερική αντανάκλαση: Εάν η γωνία πρόσπτωσης υπερβαίνει την κρίσιμη γωνία, το φως αντικατοπτρίζεται πλήρως πίσω στο πυκνότερο μέσο.
Η σχέση
Η γωνία μεταξύ των ανακλώμενων και διαθλασμένων ακτίνων είναι 90 μοίρες * μόνο * όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την κρίσιμη γωνία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι:
1. Όταν η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την κρίσιμη γωνία, η διαθλασμένη ακτίνα ταξιδεύει κατά μήκος του ορίου (στους 90 μοίρες στο κανονικό).
2. Η ανακλώμενη ακτίνα κάνει πάντα την ίδια γωνία με την κανονική με την ακτίνα του προσπίπτοντος.
3. Ως εκ τούτου, η ανακλώμενη ακτίνα είναι επίσης σε 90 μοίρες στην διαθλασμένη ακτίνα.
Γιατί δεν είναι αλήθεια γενικά
Για γωνίες εμφάνισης μικρότερη από την κρίσιμη γωνία, η διαθλασμένη ακτίνα θα λυγίσει από το φυσιολογικό και η γωνία μεταξύ των ανακλώμενων και διαθλασμένων ακτίνων θα είναι μικρότερη από 90 μοίρες.
Περίληψη
Η γωνία μεταξύ των ανακλώμενων και των διαθλασμένων ακτίνων είναι 90 μοίρες μόνο στη συγκεκριμένη περίπτωση όπου η γωνία πρόσπτωσης είναι ίση με την κρίσιμη γωνία. Για άλλες γωνίες επίπτωσης, η σχέση μεταξύ αυτών των γωνιών εξαρτάται από το νόμο του Snell, η οποία διέπει τη συμπεριφορά του φωτός κατά τη διάθλαση.
