Τι συμβαίνει με την κατεύθυνση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στα μέσα ενημέρωσης;

Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου με τον οποίο αλλάζει η κατεύθυνση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων όταν εισέρχονται σε ένα μέσο:

Βασικές έννοιες

* διάθλαση: Η κάμψη των κυμάτων καθώς περνούν από το ένα μέσο σε άλλο. Αυτός είναι ο πρωταρχικός τρόπος με τον οποίο αλλάζει η κατεύθυνση.

* Δείκτης διάθλασης: Ένα μέτρο για το πόσο φως επιβραδύνεται σε ένα μέσο σε σύγκριση με την ταχύτητά του σε ένα κενό. Ένας υψηλότερος δείκτης διάθλασης σημαίνει βραδύτερη ταχύτητα και μεγαλύτερη κάμψη.

* Νόμος του Snell: Ένας μαθηματικός τύπος που περιγράφει τη σχέση μεταξύ των γωνιών της επίπτωσης και της διάθλασης. Δηλώνει:n 1 sinθ 1 =n 2 sinθ 2 , πού:

* n 1 και n 2 είναι οι διαθλαστικοί δείκτες των δύο μέσων.

* θ 1 είναι η γωνία πρόσπτωσης (γωνία μεταξύ του εισερχόμενου κύματος και του κανονικού στην επιφάνεια).

* θ 2 είναι η γωνία διάθλασης (γωνία μεταξύ του διαθλασμένου κύματος και του φυσιολογικού).

Πώς αλλάζει η κατεύθυνση

1. Αλλαγή ταχύτητας: Όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα εισέρχεται σε ένα μέσο, ​​η ταχύτητά του μειώνεται. Η έκταση αυτής της μείωσης εξαρτάται από τον δείκτη διάθλασης του μέσου.

2. κάμψη: Λόγω της αλλαγής ταχύτητας, η κατεύθυνση του κύματος αλλάζει. Αυτή η κάμψη συμβαίνει στα όρια μεταξύ των δύο μέσων.

3. Νόμος του Snell σε δράση: Ο νόμος του Snell μας βοηθά να προβλέψουμε τη γωνία διάθλασης με βάση τους διαθλαστικούς δείκτες των μέσων και τη γωνία πρόσπτωσης.

Σημαντικές εκτιμήσεις

* Κανονική επίπτωση: Εάν το κύμα χτυπήσει το όριο σε γωνία 90 μοιρών (φυσιολογική επίπτωση), δεν υπάρχει καμία αλλαγή στην κατεύθυνση. Το κύμα απλά επιβραδύνει.

* Συνολική εσωτερική αντανάκλαση: Εάν η γωνία πρόσπτωσης είναι μεγαλύτερη από μια κρίσιμη γωνία, το κύμα αντανακλάται πλήρως στο αρχικό μέσο. Αυτό συμβαίνει όταν το φως ταξιδεύει από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης.

Παράδειγμα:

Εξετάστε το φως που περνά από τον αέρα (n ≈ 1) σε νερό (n ₂ ≈ 1,33).

* Το φως στον αέρα ταξιδεύει με ταχύτερη ταχύτητα από ό, τι στο νερό.

* Εάν το φως χτυπήσει την επιφάνεια του νερού υπό γωνία, θα λυγίσει προς το κανονικό. Η γωνία διάθλασης θα είναι μικρότερη από τη γωνία επίπτωσης.

Περίληψη

Συνοπτικά, η κατεύθυνση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων αλλάζει όταν εισέρχονται σε ένα μέσο λόγω της μεταβολής της ταχύτητας που προκαλείται από τον δείκτη διάθλασης του μέσου. Αυτή η κάμψη περιγράφεται από το νόμο του Snell και οδηγεί σε φαινόμενα όπως η διάθλαση και η συνολική εσωτερική αντανάκλαση.