빔 각도

오늘 우리는 전자기파의 굴절각이 무엇인지(이것이 빛을 부르는 방법)과 그 법칙이 어떻게 형성되는지 밝힐 것입니다.

눈, 피부, 뇌

사람에게는 다섯 가지 기본 감각이 있습니다.의학 과학자들은 최대 11개의 서로 다른 서로 다른 감각(예: 압박감이나 통증)을 구별합니다. 그러나 사람들은 눈을 통해 주요 정보를 얻습니다. 인간의 뇌는 이용 가능한 사실의 최대 90%를 전자기 진동으로 인식합니다. 그래서 사람들은 대부분 아름다움과 미학을 시각적으로 이해합니다. 이때 빛의 굴절각이 중요한 역할을 합니다.

사막, 호수, 비

주변 세계는 햇빛으로 가득 차 있습니다.공기와 물은 사람들이 좋아하는 것의 기초를 형성합니다. 물론 건조한 사막 풍경에는 거친 아름다움이 있지만 대부분의 사람들은 여전히 일정량의 수분을 선호합니다.

인간은 항상 산의 흐름과잔잔한 강, 잔잔한 호수, 끝없이 구르는 바다의 파도, 물보라, 빙하의 차가운 꿈. 잔디 위의 이슬 속의 빛의 유희, 나뭇가지 위의 서리의 반짝임, 안개의 유백색, 낮은 구름의 우울한 매력을 모두가 한 번 이상 알아차렸습니다. 그리고 이러한 모든 효과는 물 속의 광선의 굴절 각도로 인해 생성됩니다.

눈, 전자기 스케일, 무지개

빛은 전자기장의 진동입니다.파장과 주파수는 광자의 유형을 결정합니다. 진동의 주파수는 전파, 적외선, 사람이 볼 수 있는 특정 색상의 스펙트럼, 자외선, X선 또는 감마선인지 여부에 따라 다릅니다. 사람들은 780(적색)에서 380(보라색) 나노미터의 파장을 갖는 전자기 진동을 눈으로 감지할 수 있습니다. 가능한 모든 파도의 규모에서 이 영역은 매우 작은 영역을 차지합니다. 즉, 사람들은 대부분의 전자기 스펙트럼을 인지할 수 없습니다. 그리고 인간이 누릴 수 있는 모든 아름다움은 매체의 경계에서 입사각과 굴절각의 차이에 의해 만들어집니다.

진공, 태양, 행성

결과적으로 태양에서 광자가 방출됩니다.열핵 반응. 수소 원자의 융합과 헬륨의 탄생은 빛의 양자를 포함하여 수많은 다양한 입자의 방출을 동반합니다. 진공 상태에서 전자기파는 직선으로 가장 빠른 속도로 전파됩니다. 지구 대기와 같이 투명하고 밀도가 높은 매질에 들어갈 때 빛은 전파 속도를 변경합니다. 결과적으로 전파 방향이 바뀝니다. 굴절률을 결정하는 정도. 굴절각은 Snell 공식을 사용하여 계산됩니다.

스넬의 법칙

평생 네덜란드 수학자 빌레브로드 스넬각도와 거리로 작업했습니다. 그는 도시 사이의 거리를 측정하는 방법, 하늘에서 주어진 지점을 찾는 방법을 알아냈습니다. 그가 빛의 굴절각에서 규칙성을 발견했다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

법의 공식은 다음과 같습니다.

엔₁죄 θ₁= n₂죄 θ₂.

이 표현에서 기호의 의미는 다음과 같습니다.

엔₁ 그리고 n₂ - 이것은 매질 1(광선이 떨어지는)과 매질 2(광선이 입사)의 굴절률입니다.
θ₁ 및 θ₂ 는 각각 빛의 입사각과 굴절각입니다.

법에 대한 설명

이 공식에 대해 몇 가지 설명이 필요합니다.각도 θ는 광선의 전파 방향과 광선의 접촉 지점에서 표면에 대한 법선 사이에 있는 각도를 의미합니다. 이 경우 노멀이 사용되는 이유는 무엇입니까? 실제로는 엄격하게 평평한 표면이 없기 때문입니다. 모든 곡선에 대한 법선을 찾는 것은 충분히 쉽습니다. 더욱이 매질의 경계와 입사빔 x 사이의 각도가 문제에서 알려지면 구한 각도 θ는 단지 (90º-x)입니다.

대부분의 경우 빛은 보다 희소한 곳에서 옵니다.(공기) 밀도가 높은 (물) 환경으로. 매질의 원자가 서로 가까울수록 광선이 더 많이 굴절됩니다. 따라서 매질의 밀도가 높을수록 굴절각이 커집니다. 그러나 그 반대의 경우도 발생합니다. 빛은 물에서 공기로 또는 공기에서 진공으로 떨어집니다. 이러한 상황에서 다음과 같은 조건이 발생할 수 있습니다.₁죄 θ₁> 엔₂... 즉, 전체 광선이 첫 번째 광선으로 다시 반사됩니다.수요일. 이 현상을 전반사라고 합니다. 위와 같은 상황이 발생하는 각도를 제한 굴절각이라고 합니다.

굴절률은 무엇에 의존합니까?

이 값은 물질의 특성에만 의존합니다.예를 들어 빔이 들어오는 각도가 중요한 결정이 있습니다. 속성의 이방성은 복굴절에서 나타납니다. 들어오는 방사선의 편광이 중요한 환경이 있습니다. 또한 굴절각은 입사 방사선의 파장에 의존한다는 점을 기억해야 합니다. 프리즘에 의해 백색광을 무지개로 분리하는 경험이 기반을 둔 것은 바로 이 차이에 있습니다. 매체의 온도는 복사의 굴절률에도 영향을 미친다는 점에 유의해야 합니다. 결정의 원자가 더 빨리 진동할수록 구조와 빛의 전파 방향을 변경하는 능력이 더 많이 변형됩니다.

굴절률 값의 예

친숙한 환경에 대한 다른 값은 다음과 같습니다.

미네랄인 소금(화학식 NaCl)을 "암염"이라고 합니다. 굴절률은 1.544입니다.
유리의 굴절각은 굴절률에서 계산됩니다. 재료 유형에 따라 이 값의 범위는 1.487에서 2.186 사이입니다.
다이아몬드는 그 안에 있는 빛의 유희로 유명합니다. 보석상은 절단할 때 모든 평면을 고려합니다. 다이아몬드의 굴절률은 2.417입니다.
불순물을 제거한 물의 굴절률은 1.333입니다. 시간₂O는 매우 좋은 용매입니다.따라서 자연에는 화학적으로 순수한 물이 없습니다. 각 우물, 각 강은 자체 구성이 특징입니다. 결과적으로 굴절률도 변합니다. 그러나 간단한 학교 문제를 해결하기 위해 그러한 가치를 취할 수 있습니다.