Πώς λυγίζει το φως όταν περνά σε πυκνότερο υλικό;
Το φαινόμενο:διάθλαση
Όταν το φως περνά από ένα μέσο σε άλλο (όπως ο αέρας στο νερό), αλλάζει κατεύθυνση. Αυτή η κάμψη του φωτός ονομάζεται διάθλαση .
Γιατί συμβαίνει:Αλλαγές στην ταχύτητα
* Το φως επιβραδύνεται: Το φως ταξιδεύει σε διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά υλικά. Μετακινείται γρηγορότερα σε λιγότερο πυκνά μέσα όπως ο αέρας και πιο αργά σε πυκνότερα μέσα όπως νερό ή γυαλί.
* Γωνία επίπτωσης: Η γωνία με την οποία το φως χτυπά το όριο μεταξύ των δύο υλικών ονομάζεται γωνία επίπτωσης.
* γωνία διάθλασης: Η γωνία με την οποία το φως σκύβει καθώς εισέρχεται στο νέο υλικό ονομάζεται γωνία διάθλασης.
Νόμος του Snell:Τα μαθηματικά πίσω από αυτό
Ο νόμος του Snell περιγράφει τη σχέση μεταξύ των γωνιών και των ταχύτητων φωτός στα δύο υλικά:
* n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2)
* Τα N1 και N2 είναι οι διάθλοι των δύο υλικών (ένα μέτρο για το πόσο φως επιβραδύνεται σε αυτό το υλικό).
* θ1 είναι η γωνία πρόσπτωσης.
* θ2 είναι η γωνία διάθλασης.
Οπτικοποίηση διάθλασης
Φανταστείτε μια ελαφριά ακτίνα που ταξιδεύει από τον αέρα σε νερό. Εδώ είναι τι συμβαίνει:
1. Η ακτίνα φωτός χτυπά την επιφάνεια του νερού υπό γωνία.
2. Το τμήμα του φωτός που εισέρχεται στο νερό για πρώτη φορά επιβραδύνεται.
3. Το τμήμα του κύματος που βρίσκεται ακόμα στον αέρα συνεχίζεται με την ταχύτερη ταχύτητά του.
4. Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα προκαλεί το κύμα να λυγίσει, αλλάζοντας την κατεύθυνση του.
Παραδείγματα διάθλασης
* Ένα άχυρο σε ένα ποτήρι νερό: Το άχυρο φαίνεται λυγισμένο επειδή το φως από το άχυρο στρέφεται καθώς περνά από το νερό στον αέρα.
* ουράνια τόξα: Οι σταγόνες σταγόνες ενεργούν σαν πρίσματα, διαθλάνοντας το φως του ήλιου για να δημιουργήσουν τα χρώματα ενός ουράνιου τόξου.
* φακοί: Τα γυαλιά και οι φακοί κάμερας χρησιμοποιούν διάθλαση για να εστιάσουν το φως και να διορθώσουν την όραση.
Key Takeaway
Η κάμψη του φωτός (διάθλαση) είναι συνέπεια του φωτός που ταξιδεύει σε διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά υλικά. Αυτό το φαινόμενο έχει πολλές εφαρμογές στην καθημερινή μας ζωή και διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην οπτική και την τεχνολογία.
