Šiandien mes atskleisime, koks yra elektromagnetinės bangos lūžio kampas (tai yra šviesos pavadinimas) ir kaip jos įstatymai formuojami.
Akis, oda, smegenys
Человек обладает пятью основными органами чувств.Medicinos mokslininkai nustato vienuolika skirtingų skirtingų pojūčių (pavyzdžiui, spaudimo ar skausmo pojūtį). Tačiau žmonės gauna pagrindinę informaciją per savo akis. Iki devyniasdešimt procentų turimų faktų, žmogaus smegenys žino apie elektromagnetinius virpesius. Taigi, žmonės paprastai supranta grožį ir estetiką. Šiame kontekste šviesos lūžio kampas yra svarbus.
Dykuma, ežeras, lietus
Aplink pasaulį įsiskverbia saulės šviesa.Oras ir vanduo yra tai, ką žmonės mėgsta. Žinoma, sausuose dykumos kraštovaizdžiuose yra ryškus grožis, tačiau dauguma žmonių vis dar renkasi tam tikrą drėgmės kiekį.
Žmogus visada buvo sužavėtas kalnų upeliais irlygios žemupio upės, rami ežerai ir nuolat banguojančios jūros bangos, kriokliai ir ledynų šaltas miegas. Daugiau nei vieną kartą visi pastebėjo šviesos žaidimo grožį rasoje ant žolės, putojančio šalčio ant šakų, pieno baltumo ir drumstus žemo debesų žavesio. Ir visi šie efektai atsiranda dėl spindulio lūžio kampo vandenyje.
Akis, elektromagnetinis skalė, vaivorykštė
Šviesa yra elektromagnetinio lauko svyravimas.Bangos ilgis ir jo dažnis lemia fotono tipą. Vibracijos dažnis priklauso nuo to, ar tai bus radijo banga, ar infraraudonasis spindulys, ar žmogui matomas tam tikros spalvos spektras, ar ultravioletinė, ar rentgeno, ar gama. Žmonės sugeba akimis suvokti elektromagnetines vibracijas, kurių bangos ilgis yra nuo 780 (raudona) iki 380 (violetinė) nanometrų. Visų galimų bangų skalėje ši teritorija užima labai mažą plotą. Tai yra, žmonės nesugeba suvokti daugumos elektromagnetinio spektro. Ir visą grožį, kurį turi žmogus, sukuria skirtumas tarp kritimo kampo ir lūžio kampo prie laikmenų ribos.
Vakuumas, Saulė, Planeta
Dėl to fotonai skleidžia saulę.termobranduolinė reakcija. Vandenilio atomų sintezei ir helio gimimui lydi daugybė įvairių dalelių, įskaitant šviesos kvantą. Vakuumoje elektromagnetinės bangos sklinda tiesia linija ir didžiausiu įmanomu greičiu. Kai ji patenka į skaidrią ir tankesnę aplinką, pavyzdžiui, žemės atmosferą, šviesa keičia sklidimo greitį. Dėl to ji keičia sklidimo kryptį. Kiek lemia refrakcijos indeksą. Lūžio kampas apskaičiuojamas naudojant „Snell“ formulę.
Snello dėsnis
Nyderlandų matematikas Willebrordas Snellas visą gyvenimądirbo su kampais ir atstumais. Jis sugalvojo, kaip išmatuoti atstumus tarp miestų, kaip rasti tam tikrą dangaus tašką. Nenuostabu, kad jis rado dėsningumą šviesos lūžio kampuose.
Įstatymo formulė atrodo taip:
- n1nuodėmė θ1 = n2nuodėmė θ2.
Šioje išraiškoje simboliai turi tokią reikšmę:
- n1 ir n2 - tai yra vienos terpės (iš kurios krinta spindulys) ir 2 terpės (ji patenka į ją) lūžio rodikliai;
- θ1 ir θ2 Ar atitinkamai yra šviesos kritimo ir lūžio kampas.
Įstatymo paaiškinimai
Būtina pateikti keletą šios formulės paaiškinimų.Kampai θ reiškia laipsnių skaičių, esantį tarp pluošto sklidimo krypties ir normalaus į paviršių šviesos pluošto sąlyčio taške. Kodėl šiuo atveju naudojama įprasta? Nes iš tikrųjų nėra griežtai plokščių paviršių. Pakankamai lengva rasti bet kurios kreivės normalųjį lygį. Be to, jei uždavinyje yra žinomas kampas tarp terpės ribos ir krintančio pluošto x, tada ieškomas kampas θ yra tik (90º-x).
Dažniausiai šviesa sklinda iš retesnių(oras) į tankesnę (vandens) aplinką. Kuo terpės atomai yra arčiau vienas kito, tuo labiau spindulys lūžta. Todėl kuo tankesnė terpė, tuo didesnis lūžio kampas. Bet būna ir atvirkščiai: šviesa krenta iš vandens į orą arba iš oro į vakuumą. Esant tokioms aplinkybėms, gali atsirasti sąlyga, kai n1nuodėmė θ1> n2... Tai reiškia, kad visas spindulys bus atspindėtas atgal į pirmąjįTrečiadienis. Šis reiškinys vadinamas visišku vidiniu atspindžiu. Kampas, kuriuo įvyksta minėtos aplinkybės, vadinamas ribojančiu lūžio kampu.
Nuo ko priklauso lūžio rodiklis?
Ši vertė priklauso tik nuo medžiagos savybių.Pavyzdžiui, yra kristalų, kuriems svarbu, kokiu kampu pluoštas patenka. Savybių anizotropija pasireiškia abipusiu lūžiu. Yra aplinkų, kuriose svarbi gaunamos spinduliuotės poliarizacija. Taip pat reikėtų nepamiršti, kad lūžio kampas priklauso nuo krintančios spinduliuotės bangos ilgio. Šiuo skirtumu remiasi baltos šviesos prizmės atskyrimo į vaivorykštę patirtis. Reikėtų pažymėti, kad terpės temperatūra taip pat turi įtakos radiacijos lūžio rodikliui. Kuo greičiau kristalo atomai vibruoja, tuo labiau deformuojasi jo struktūra ir galimybė keisti šviesos sklidimo kryptį.
Lūžio rodiklio vertės pavyzdžiai
Čia yra skirtingos žinomos aplinkos vertės:
- Druska (cheminė formulė NaCl) kaip mineralas turi pavadinimą „halitas“. Jo lūžio rodiklis yra 1,544.
- Stiklo lūžio kampas apskaičiuojamas pagal jo lūžio rodiklį. Priklausomai nuo medžiagos tipo, ši vertė svyruoja tarp 1,487 ir 2,186.
- Deimantas garsėja būtent jame esančiu šviesos žaismu. Juvelyrai pjaudami atsižvelgia į visus jo lėktuvus. Deimanto lūžio rodiklis yra 2,417.
- Iš priemaišų išvalyto vandens lūžio rodiklis yra 1,333. H2O yra labai geras tirpiklis.Todėl gamtoje nėra chemiškai gryno vandens. Kiekvienas šulinys, kiekviena upė pasižymi savo sudėtimi. Vadinasi, lūžio rodiklis taip pat keičiasi. Bet jei norite išspręsti paprastas mokyklos problemas, galite pasinaudoti tokia vertybe.
Jupiteris, Saturnas, Kalisto
Iki šiol kalbėjome apie žemės grožįpasaulis. Vadinamosios etaloninės sąlygos reiškia labai specifinę temperatūrą ir slėgį. Tačiau Saulės sistemoje yra ir kitų planetų. Ten pažįstami labai skirtingi peizažai.
Pavyzdžiui, ant Jupiterio galima stebėti argono miglą metano debesyse ir helio pakitimuose. Ten taip pat paplitę rentgeno spinduliai.
Saturne etano rūkai uždaro vandenilio atmosferą. Apatiniuose planetos sluoksniuose deimantų lietus kyla iš labai karštų metano debesų.
Tuo pačiu metu uolėtoje užšalusiame Jupiterio Kalisto mėnulyje yra vidinis vandenynas, kuriame gausu angliavandenilių. Gali būti, kad jos žarnyne gyvena sierą sugeriančios bakterijos.
Kiekviename iš šių peizažų grožį sukuria šviesos žaismas ant skirtingų paviršių, kraštų, atbrailų ir debesų.
