Γιατί η διάθλαση ενός κύματος συμβαίνει όταν τα ταξίδια από το ένα υλικό σε άλλο;
* Γιατί η ταχύτητα αλλάζει: Η ταχύτητα ενός κύματος καθορίζεται από τις ιδιότητες του μέσου που ταξιδεύει. Σκεφτείτε με αυτόν τον τρόπο:
* φως: Σε πυκνότερα υλικά (όπως το γυαλί), το φως αλληλεπιδρά περισσότερο με τα άτομα, επιβραδύνοντας το. Σε λιγότερο πυκνά υλικά (όπως ο αέρας), το φως αλληλεπιδρά λιγότερο, κινείται γρηγορότερα.
* Ήχος: Ο ήχος ταξιδεύει ταχύτερα σε στερεά από ό, τι σε υγρά και ταχύτερα σε υγρά από ό, τι στα αέρια. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια είναι πιο κοντά και μπορούν να μεταδίδουν δονήσεις πιο αποτελεσματικά.
* Η επίδραση της αλλαγής ταχύτητας: Όταν ένα κύμα εισέρχεται σε ένα νέο μέσο όπου ταξιδεύει με διαφορετική ταχύτητα, η κατεύθυνση του αλλάζει. Αυτή η αλλαγή στην κατεύθυνση ονομάζεται διάθλαση.
Εδώ είναι μια απλή αναλογία:
Φανταστείτε ότι περπατάτε σε μια παραλία και φτάνετε στην άκρη του νερού. Εάν συνεχίζετε να περπατάτε σε ευθεία γραμμή, θα αλλάξετε κατεύθυνση επειδή η άμμος σας επιβραδύνει σε σύγκριση με το νερό. Ομοίως, ένα ελαφρύ κύμα επιβραδύνεται καθώς εισέρχεται στο γυαλί, προκαλώντας το να λυγίσει.
Το βασικό σημείο: Η μεταβολή της ταχύτητας, όχι η αλλαγή της ίδιας της πυκνότητας, είναι ο λόγος διάθλασης. Η διαφορά πυκνότητας προκαλεί τη διαφορά ταχύτητας, η οποία με τη σειρά της οδηγεί στην αλλαγή στην κατεύθυνση.
Βασικές έννοιες:
* Δείκτης διάθλασης: Αυτό είναι ένα μέτρο για το πόσο ένα υλικό επιβραδύνει το φως. Ένας υψηλότερος δείκτης διάθλασης σημαίνει ότι το φως ταξιδεύει πιο αργά σε αυτό το υλικό.
* Νόμος του Snell: Αυτός ο νόμος περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης (η γωνία με την οποία το κύμα χτυπά τη διεπαφή), τη γωνία διάθλασης (τη γωνία με την οποία κάμπτεται το κύμα) και τους δείκτες διάθλασης των δύο υλικών.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση του νόμου του Snell ή οποιασδήποτε άλλης πτυχής της διάθλασης!
