빛의 굴절 현상 - 그것은 ... 빛의 굴절의 법칙

빛의 굴절 현상은 - 파가 속도 변화, 상기 다른 하나의 재료로 이동할 때마다 발생하는 자연 현상이다. 시각적으로는 그 전파의 방향을 변경 나타납니다.

물리 : 빛의 굴절

입사 빔은 90 °의 각도로 두 미디어 사이의 인터페이스에 충돌하면, 아무런 변화가없고, 그 인터페이스에 직각으로 동일한 방향으로 계속 이동. 90 ° 상이한 입사각이 굴절 현상이 발생한 경우. 이 예들은 명백한 골절 객체 부분을 물에 침지하거나 뜨거운 사막 모래에서 본 미 이상한 효과를 생성한다.

발견의 역사

첫 번째 세기 BC에서. 전자. 그리스어 지리학자이자 천문학 프톨레마이오스는 수학적으로 굴절을 설명했지만, 그에 의해 제안 된 법은 나중에 신뢰할 수없는 것으로 밝혀졌다. 17 세의 세기. 네덜란드 수학자 윌 레브로드 스 넬리 우스 나중에 굴절 재료의 인덱스를 명명 하였다 입사하고 굴절 각도의 비에 관련된 양을 결정하는 법을 개발했다. 사실, 더 많은 물질이 더 높은 속도, 빛을 굴절 할 수 있습니다. 광선이 그것에서 오는 있기 때문에 연필은 "깨진"물 속에서 눈에 도달하기 전에 공기 - 물 인터페이스에서 당신의 방법을 변경합니다. 스넬의 실망, 그는이 효과의 원인을 찾기 위해 관리되지 않았습니다.

1,678, 또 다른 네덜란드 과학자 크리스티안 호이겐스는 스넬의 관찰을 설명하는 수학적 관계를 개발 광의 굴절 현상을 제안 - 빔이 두 환경을 통과하는 속도를 변화의 결과이다. 호이겐스는 서로 다른 굴절률을 가진 두 물질을 통과하는 빛의 각도 자세 각 재료의 속도의 비와 동일 할 필요가 있다고 판단한다. 따라서, 이는 높은 굴절률을 갖는 매질로 빛이 더 느리게 이동하는 것을 가정한다. 즉, 물질을 통해 빛의 속도는 굴절율에 반비례한다. 법은 이후에 실험적으로 확인되었지만, 당시 많은 연구자 것이 분명 아니었다 t.에.의 신뢰성있는 수단 속도 측정 빛의은. 과학자들은이 물질의 속도에 의존하지 않는 것을 생각했다. 빛 죽음의 호이겐스 '속도 후에 만 150년 그를 잘 증명, 충분한 정확도로 측정 하였다.

굴절의 절대 인덱스

투명한 물질 또는 물질의 절대 굴절률 N은 상대적 광 진공 속도로 관통 대해 전달되는 속도로서 정의된다 : N = C / V, 여기서 C - 진공에서 빛의 속도, V - 재료이다.

분명히, 임의의 물질이없는 진공에서 빛의 굴절이 존재하며,이 값은 미지의 매개 물질 (1.0003)을 계산하는데 사용될 수보다 공기 중의 광의 1 굴절률보다 다른 투명한 재료의 절대도 1이있다.

스넬의 법칙

우리는 몇 가지 정의를 소개 :

• 입사 빔 - 분리 매체에 가까운 빔;
• 점을 드롭 -이 떨어지는에서 분리 점을;
• 분리 매체를 떠나는 굴절 광선;
• 정상 - 입사 점에서의 분리에 대하여 수직으로 그려진 라인;
• 입사각 - 법선과 입사 광선이 이루는 각;
• 굴절각이 굴절 된 광선을 법선 사이의 각으로 판별 할 수있다.

굴절의 법칙에 따르면 :

1. 입사, 굴절 된 광선을 법선이 동일 평면 상에있다.
2. 입사하고 굴절 각도의 사인의 비율은 제 1 및 제 2 매질의 굴절 계수 비이다 : 죄 I / 죄 R = n 개의 R / N I.

광 (스넬)의 굴절의 법칙은 두 파와 두 매체들의 굴절 지수의 각도 사이의 관계를 설명한다. 파도는 굴절율에서 작은 굴절률 매체 (예를 들어, 공기)에서 통과 할 때 (예를 들면, 물)의 속도는 떨어진다. 반대로 때 광은 공기 중의 물 속도 증가를 전달한다. 굴절 및 제의 법선 각도에 대하여 제 1 매질로 입사 각도는 두 재료 사이의 굴절률 차이에 비례하여 달라질 것이다. 파도가 높은 매체와의 낮은 계수를 갖는 매질에서 통과되면, 정상 향해 굴절. 그리고 반대로하는 경우, 그것은 제거됩니다.

상대 굴절률

빛 굴절 법칙은 입사하는 정수와 같은 굴절 각도의 사인 값의 비의 비율임을 나타낸다 광의 속도 두 매체이다.

_{죄 I / 죄 R R = N} / N I = (c / 브이 R) / (C / I V) = V I / V 연구

관계 n 개의 _R / N이 _나 이들 물질에 대한 상대적인 굴절률이라고한다.

흔히 일상 생활에서 볼 굴절의 결과 현상의 숫자입니다. "깨진"연필의 효과 - 가장 일반적인 중 하나. 그들은 굴절, 그리고 낮은 깊이에 나타나는 가상 이미지를 생성, 직선에서 개체에서 오지 않을 것처럼 눈과 뇌는 물에 다시 선을 따릅니다.

분산

신중한 측정의 굴절 보여 광 파장의 방출 또는 색상이 큰 영향을 미친다. 즉, 물질이 갖는 여러 굴절율 칼라 또는 파장의 변화에 따라 달라질 수있다.

이러한 변화는 모두 투명 미디어에서 일어나는 분산이라고합니다. 특정 물질의 분산도는 굴절률이 파장에 따라 변화하는 방법에 의존한다. 파장을 증가시키는 광의 굴절의 덜 현저한 현상으로된다. 이것은 그 파장이 짧은 때문에 보라색, 빨간색보다 더 굴절 사실에 의해 확인된다. 때문에 통상 유리 분산액의 성분으로 알려진 분할 광을 발생한다.

광의 확대

17 세 세기의 끝에서, 선생님 Isaak Nyuton은 가시 스펙트럼의 그의 발견되었다 일련의 실험을 실시, 흰색 빛, 파랑, 녹색, 노란색, 오렌지색, 빨간색 마무리를 통해 보라색에 이르기까지 색상의 순서 배열로 구성되어 있음을 보여 주었다. 어두운 방에서 작동 뉴턴 창 셔터에 구멍을 통해 좁은 빔으로 관통 유리 프리즘을 배치했다. 프리즘을 통과 할 때 굴절 된 빛 - 유리가 정렬 된 스펙트럼에서 스크린에 투사.

뉴턴 백색광이 다른 색의 혼합물이고, 상기 프리즘 것을 다른 각도에서 각각의 컬러 도트, 백색광을 "산란"고 결론 지었다. 뉴턴은 제 2 프리즘을 통해 전달하여 색상을 공유 할 수 없습니다. 그는 넣을 때 두 번째 프리즘은 모든 색상이 분산 및 제 2 프리즘에 들어가도록, 연구진은 색상이 흰색 빛을 형성하기 위해 다시 재결합 것을 발견, 처음에 매우 가깝습니다. 이 발견은 그럴듯 쉽게 분할 연결될 수 빛의 분광 조성임이 증명.

분산 현상은 다른 현상의 많은 수에 중요한 역할을합니다. 무지개 프리즘에서 발생하는 것과 유사한 스펙트럼 분해 인상적인 광경을 비 방울의 빛의 굴절의 결과이다.

임계각과 전반사

두 물질의 분리에 대하여 입사 각도에 의해 정의 된 파동의 하부 이동 경로 중간에 높은 굴절율을 가진 매체를 통과 할 때. 입사각 (두 물질의 굴절률에 따라) 소정의 값을 초과하면, 광이 더 낮은 인덱스를 가진 중간 굴절되지 않는 점에 도달한다.

90 °의 굴절각을 초래 입사각으로 정의 임계 각도 (또는 제한). 이하의 입사각으로서 즉, 임계 굴절이 발생 미만, 그것이 동일한 경우, 굴절 된 광선은 두 물질의 분리 공간을 따라 통과한다. 입사각가 임계를 초과하는 경우, 빛을 다시 반사된다. 이러한 현상은 총 내부 반사로 알려져 있습니다. 그것의 사용의 예 - 다이아몬드와 광섬유. 컷 다이아몬드는 총 내부 반사를 촉진합니다. 그들은 상부 표면에 도달 할 때까지 다이아몬드의 상단을 통해 유입되는 광선의 대부분은, 반영됩니다. 이 다이아몬드에게 그들의 반짝이을 제공하는 것이다. 광섬유는 유리 "머리"광이 일단 입사하면 벗어날 수 없을 정도로 얇은 것이다. 빔이 다른 쪽 끝을 도달하는 경우에만, 그는 섬유를 떠날 수있을 것입니다.

이해 및 관리

현미경과 망원경의 카메라, 비디오 프로젝터, 심지어 인간의 눈에 이르기까지 광학 장치는, 빛, 초점 굴절 및 반사 될 수 있다는 사실에 의존 할 수 있습니다.

굴절 신기루, 무지개, 착시 현상을 포함한 광범위한을 생성한다. 때문에 맥주의 두꺼운 유리의 굴절에보다 완벽한 것 같다, 그리고 태양은 나중에 실제보다 몇 분 동안 내려갑니다. 수백만 명의 사람들이 안경이나 콘택트 렌즈의 도움으로 시력 결함을 수정 굴절력을 사용합니다. 빛과 관리의 이러한 속성을 이해함으로써, 우리는 관계없이 현미경 슬라이드 또는 먼 은하계 여부의 육안에 보이지 않는 세부 정보를 볼 수 있습니다.