光線角度

今日は、電磁波の屈折角（これが光の呼び方です）とその法則がどのように形成されるかを明らかにします。

目、皮膚、脳

人には五感があります。医学者は、最大11の異なる感覚（たとえば、圧力や痛みの感覚）を区別します。しかし、人々は彼らの目を通して主要な情報を手に入れます。人間の脳は、利用可能な事実の最大90パーセントを電磁振動として認識しています。そのため、人々は主に美しさと美学を視覚的に理解しています。これには、光の屈折角が重要な役割を果たします。

砂漠、湖、雨

周りの世界は日光が浸透しています。空気と水は人々が好きなものの基礎を形成します。もちろん、乾燥した砂漠の風景には厳しい美しさがありますが、ほとんどの人はまだある程度の湿気を好みます。

人は常に渓流に魅了されてきました滑らかな平らな川、穏やかな湖、絶え間なく続く海の波、滝のしぶき、氷河の冷たい夢。草の上の露の光の遊びの美しさ、枝の霜の輝き、霧の乳白色の白さ、そして低い雲の暗い魅力に、誰もが何度も気づきました。そして、これらすべての効果は、水中の光線の屈折角によって作成されます。

目、電磁スケール、虹

光は電磁界の振動です。波長とその周波数によって、光子の種類が決まります。振動の周波数は、電波、赤外線、人に見える特定の色のスペクトル、紫外線、X線、ガンマ線のいずれであるかによって異なります。人々は、780（赤）から380（紫）ナノメートルの波長の電磁振動を目で知覚することができます。考えられるすべての波の規模で、この領域は非常に小さな領域を占めます。つまり、人々はほとんどの電磁スペクトルを知覚することができません。そして、人間が利用できるすべての美しさは、メディアの境界での入射角と屈折角の違いによって作成されます。

真空、太陽、惑星

その結果、光子は太陽から放出されます熱核反応。水素原子の核融合とヘリウムの誕生は、光の量子を含む膨大な数のさまざまな粒子の放出を伴います。真空中では、電磁波は直線的に可能な限り最高の速度で伝播します。地球の大気などの透明で密度の高い媒体に入ると、光はその伝播速度を変化させます。その結果、伝播の方向が変わります。どのくらい屈折率を決定します。屈折角は、スネルの法則を使用して計算されます。

スネルの法則

オランダの数学者ヴィレブロルト・スネルは生涯角度と距離で動作します。彼は、都市間の距離を測定する方法、空の特定のポイントを見つける方法を理解しました。彼が光の屈折角に規則性を見つけたことは驚くべきことではありません。

法則は次のようになります。

ん₁sinθ₁= n₂sinθ₂.

この式では、記号の意味は次のとおりです。

ん₁ およびn₂ -これらは、媒体1（光線が当たる）と媒体2（光線が当たる）の屈折率です。
θ₁ およびθ₂ それぞれ、光の入射角と屈折角です。

法律の説明

この式についていくつか説明する必要があります。角度θは、ビームの伝搬方向と、光ビームの接触点での表面の法線との間にある度数を意味します。この場合、なぜノーマルが使用されるのですか？実際には厳密に平らな表面はないからです。任意の曲線の法線を見つけるのは簡単です。さらに、媒体の境界と入射ビームxの間の角度が問題でわかっている場合、求められる角度θは（90º-x）のみです。

ほとんどの場合、光はより希薄なものから来ます（空気）より密度の高い（水）環境に。媒体の原子が互いに近いほど、光線はより多く屈折します。したがって、媒体の密度が高いほど、屈折角は大きくなります。しかし、それは逆にも起こります。光は水から空気へ、または空気から真空へと落下します。このような状況では、次のような条件が発生する可能性があります。₁sinθ₁> n₂..。つまり、光線全体が最初の光線に反射されます。水曜日。この現象は全反射と呼ばれます。上記の状況が発生する角度は、限界屈折角と呼ばれます。

屈折率は何に依存しますか？

この値は、物質の特性にのみ依存します。たとえば、ビームがどの角度で入るかが重要な結晶があります。特性の異方性は複屈折で現れます。入ってくる放射線の偏光が重要な環境があります。屈折角は入射放射線の波長に依存することも覚えておく必要があります。プリズムによって白色光を虹に分離する経験が基づいているのは、この違いに基づいています。媒体の温度も放射の屈折率に影響を与えることに注意する必要があります。結晶の原子が速く振動するほど、その構造と光の伝播方向を変える能力が変形します。

屈折率値の例

使い慣れた環境のさまざまな値は次のとおりです：

鉱物としての塩（化学式NaCl）は「岩塩」と呼ばれます。その屈折率は1.544です。
ガラスの屈折角は、その屈折率から計算されます。材料の種類に応じて、この値の範囲は1.487〜2.186です。
ダイヤモンドは、その中の光の遊びで正確に有名です。宝石商は、切断するときにそのすべての平面を考慮に入れます。ダイヤモンドの屈折率は2.417です。
不純物から精製された水の屈折率は1.333です。 NS₂Oは非常に優れた溶媒です。したがって、自然界には化学的に純粋な水はありません。各井戸、各川は独自の構成によって特徴付けられます。その結果、屈折率も変化します。しかし、単純な学校の問題を解決するために、あなたはそのような価値をとることができます。