Ang panghitabo sa pagtipas sa kahayag - kini ... Ang balaod sa pagtipas sa kahayag

Ang panghitabo sa pagtipas sa kahayag - mao ang usa ka natural nga panghitabo nga mahitabo sa matag panahon nga ang tinabyog pagbiyahe gikan sa usa ka materyal nga sa usa, diin ang iyang tulin, kabad magkalahi. Igtattan-aw, mopatim-aw nga makapausab sa direksyon sa pagpasanay.

Pisika: pagtipas sa kahayag

Kon ang insidente pinutol nga kahoy nga modaug sa mga interface tali sa duha ka mga media sa usa ka anggulo sa 90 °, unya walay bisan unsa nga mahitabo, kini nagpadayon sa paglihok diha sa samang direksyon sa usa ka matarung nga anggulo sa interface. Kon ang anggulo sa insidente sa lain-laing gikan sa 90 °, refractive panghitabo mahitabo. nga panig-ingnan niini nga og lain nga mga epekto sama sa dayag bali butang partially nalingaw sa tubig o sa usa ka nagakapagba nga balas makita sa init nga kamingawan balas.

Kasaysayan sa pagdiskobre

Sa unang siglo BC. e. Gregong geograpo ug astronomo Ptolemy misulay sa mathematically-aw sa pagpatipas, apan ang balaod nga gisugyot pinaagi kaniya sa ulahi nahimo ngadto sa kasaligan. Sa XVII siglo. Pinulongang Dutch matematiko WILLEBRORD SNELLIUS naugmad sa balaod, nga motino sa kantidad nga may kalabutan sa sa ratio sa mga insidente ug motipas sa anggulo, nga sa ulahi ginganlan sa index sa pagpatipas nga materyal. Sa pagkatinuod, ang mga labaw nga mga butang mao ang makahimo sa mopatipas sa kahayag, ang mas taas ang rate. Lapis sa tubig "on" tungod kay ang mga bidlisiw nga gikan sa niini, sa pag-usab sa imong dalan sa interface hangin-tubig sa atubangan sa pagkab-ot sa mata. Sa kasagmuyo sa Snell, siya wala nakahimo sa pagpangita sa hinungdan sa epekto niini.

Sa 1678, laing pinulongang Dutch siyentista Christiaan Huygens og usa ka matematikal nga relasyon nga nagpatin-aw sa mga obserbasyon Snell ug misugyot nga ang mga panghitabo sa pagtipas sa kahayag - ang resulta sa nagkadaiyang sa speed sa diin ang pinutol nga kahoy nga moagi sa mga duha ka mga dapit. Huygens determinado nga ang tinamdan anggulo sa kahayag agi sa duha ka mga materyales sa lain-laing mga lab-a sa pagpatipas kinahanglan nga sama sa ratio sa iyang tulin, kabad sa matag materyal nga. Busa, kini mao ang banabana nga sa usa ka medium nga may usa ka mas taas nga refractive index, ang kahayag nagalihok nga mas hinay-hinay. Sa laing mga pulong, ang speed sa kahayag pinaagi sa materyal nga mao ang inversely nagkaigo sa refractive index. Bisan tuod nga ang balaod human nagpamatuod experimentally, alang sa daghan nga mga tigdukiduki sa panahon nga kini dili klaro, t. Sa. Walay kasaligan nga paagi sa pagsukod sa speed sa kahayag. Mga siyentipiko nagtuo nga kini wala magdepende sa speed sa mga materyal nga. Lamang sa 150 ka tuig human sa Huygens 'speed sa kahayag kamatayon gisukod uban sa igo nga tukma, nga nagpamatuod kaniya sa matarung.

Hingpit nga index sa pagpatipas

Bug-os nga refractive index n sa sihag nga materyal o sa usa ka materyal nga gihubit ingon nga ang mga paryente speed sa nga kahayag moagi therethrough paryente sa tulin, kabad sa vacuo: n = c / v, diin c - tulin, kabad sa kahayag sa lunang, haw, ug v - sa materyal nga.

Tin-aw nga, sa pagtipas sa kahayag sa usa ka lunang, haw, walay bisan unsa nga bahandi mao ang wala ug adunay usa ka hingpit nga numero 1. Alang sa ubang transparent nga mga materyal niini nga bili mao ang mas dako pa kay sa 1. pagtipas sa kahayag sa hangin mahimong gigamit sa kuwentahon ang wala mailhi lantugi mga materyales (1.0003).

balaod ni Snell

Kita ipaila ang pipila ka mga kahulugan:

• ang insidente pinutol nga kahoy - sa usa ka troso nga anaa duol sa medium panagbulag;
• drop punto - ang panagbulag punto sa nga kini mahulog;
• ang motipas sa ray sa pagbiya sa mga panagbulag media;
• normal - sa usa ka linya inibut nga tindog sa panagbulag sa punto sa insidente;
• anggulo sa insidente - ang anggulo sa taliwala sa mga normal ug ang insidente pinutol nga kahoy;
• sa pagtino sa refractive anggulo mahimo nga ingon sa mga anggulo sa taliwala sa mga motipas ray ug sa normal.

Sumala sa mga balaod sa pagpatipas:

1. Ang insidente, ang motipas sa ray ug ang normal anaa sa sama nga eroplano.
2. Ang ratio sa Sines sa mga anggulo sa insidente ug pagpatipas mao ang ratio sa sa pagpatipas coefficients sa una ug ikaduha nga medium: ang sala ko / sala r = n r / n i.

Ang balaod sa pagtipas sa kahayag (Snell) naghulagway sa mga relasyon tali sa mga nasikohan sa duha ka balod ug lab-a sa pagpatipas sa duha ka media. Sa diha nga ang usa ka tinabyog moagi gikan sa usa ka dili kaayo refractive medium (pananglitan hangin) sa usa ka refractive (pananglitan, sa tubig), ang tulin, kabad tulo. Sa laing bahin, sa diha nga ang kahayag moagi gikan sa tubig sa hangin, sa speed pagtaas. Ang anggulo sa insidente ngadto sa unang medium paryente sa normal nga anggulo sa pagpatipas ug ang ikaduha magkalainlain ang nagkaigo sa kalainan sa refractive index taliwala sa duha ka mga materyales. Kon ang usa ka tinabyog moagi gikan sa usa ka medium uban sa usa ka ubos nga coefficient sa usa ka medium uban sa usa ka mas taas, kini bends ngadto sa normal. Ug kong sa sukwahi, kini gikuha.

Ang paryente refractive index

Kahayag pagpatipas sa balaod nagpakita nga ang ratio sa mga sine sa insidente ug motipas sa anggulo nga sama sa usa ka kanunay nga nga mao ang ratio sa mga velocities sa kahayag diha sa duha ka media.

_{sala ko / sala r = n r} / n i = (c / v r) / (c / v i) = v ko / v r

Relasyon n _r / n _ko gitawag nga usa ka paryente index sa pagpatipas sa niini nga mga butang.

Usa ka gidaghanon sa mga butang katingalahan nga mao ang resulta sa pagpatipas sa kasagaran makita sa matag adlaw nga kinabuhi. Ang epekto sa "masulub-on nga" lapis - usa sa labing komon nga. Mga mata ug utok sa pagsunod sa mga silaw balik ngadto sa tubig ingon nga kon wala sila motipas, ug gikan sa butang sa usa ka tul-id nga linya, sa paghimo sa usa ka virtual nga larawan nga makita sa usa ka ubos nga giladmon.

pagkatibulaag

Amping pagsukod nagpakita nga sa pagtipas sa mga kahayag wavelength emission o kolor adunay usa ka dako nga impluwensya. Sa laing mga pulong, usa ka bahandi adunay daghang refractive index nga vary sa kausaban sa kolor o wavelength.

Ang maong kausaban mahitabo sa sa tanan nga transparent sa media ug gitawag pagkatibulaag. Ang matang sa pagkatibulaag sa mga partikular nga materyal nga nag-agad sa kon sa unsang paagi nga ang refractive index magkalahi sa wavelength. Uban sa pagdugang sa wavelength mahimong dili kaayo gipamulong panghitabo sa pagtipas sa kahayag. Gipamatud-an kini sa kamatuoran nga purpura mopatipas labaw pa kay sa pula nga, tungod kay ang wavelength niini mas mubo. Tungod sa pagkatibulaag sa naandan nga bildo mahitabo nailhan natipak sa kahayag ngadto sa mga sangkap niini.

pagpalapad sa kahayag

Sa katapusan sa sa XVII siglo, Sir Isaac Nyuton nagpahigayon og usa ka serye sa mga eksperimento nga gipangulohan sa iyang pagkaplag sa mga makita nga kolor, ug gipakita nga puti nga kahayag naglangkob sa usa ka nagmando gubat sa mga kolor gikan sa purpura pinaagi sa azul, nga lunhaw, yellow, orange ug pula nga finishing. Nagtrabaho sa usa ka mangitngit nga lawak, Newton gibutang sa usa ka bildo nga prisma ngadto sa usa ka pig-ot nga pinutol nga kahoy makasuhop pinaagi sa usa ka lungag diha sa bintana shutters. Sa diha nga moagi sa usa ka prisma mosumbalik-silaw nga kahayag - sa baso sa proyekto kini sa ibabaw sa usa ka screen sa usa ka nagmando kolor.

Newton mihinapos nga ang puti nga kahayag mao ang usa ka sagol sa lain-laing mga kolor, ug nga ang prism "nagapatibulaag" sa puti nga kahayag, refracting sa matag kolor gikan sa usa ka lain-laing mga anggulo. Newton dili mopakigbahin sa mga kolor pinaagi sa agi sila pinaagi sa usa ka ikaduha nga prisma. Apan sa diha nga iyang gibutang sa ikaduhang prism kaayo nga duol sa una, sa pagkaagi nga ang tanan nga mga kolor nagkatibulaag ug miadto sa ikaduha nga prism, ang mga tigdukiduki nga makita nga ang mga kolor sa mga recombined pag-usab sa pagporma puti nga kahayag. pagkadiskobre Kini makapakombinsir nga napamatud-an sa ispektiral komposisyon sa kahayag nga mahimong sayon nga mabahin ug konektado.

pagkatibulaag panghitabo pasundayag sa usa ka yawe nga papel sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga lain-laing mga butang katingalahan. Rainbow mao ang resulta sa sa pagtipas sa kahayag sa mga tinulo sa ulan, sa paghimo sa usa ka impresibo panan-aw sa mga ispektiral kadugta, nga susama niana nga mahitabo sa prisma.

Ang kritikal nga anggulo ug sa kinatibuk-internal nga pagpamalandong

Sa diha nga moagi sa usa ka medium uban sa usa ka mas taas nga index sa pagpatipas sa usa ka medium uban sa usa ka ubos nga kalihukan dalan sa mga balud gihubit sa anggulo sa insidente uban sa pagtahod ngadto sa panagbulag sa sa duha ka mga materyales. Kon ang anggulo sa insidente milapas sa usa ka bili (depende sa index sa pagpatipas sa duha ka mga materyales), kini moabot sa punto diin ang kahayag wala motipas sa medium uban sa usa ka ubos nga index.

Kritikal nga (o utlanan) sa anggulo gihubit ingon sa anggulo sa insidente, nga miresulta sa mga anggulo sa pagtipas sa 90 °. Sa laing mga pulong, ingon nga ang mga anggulo sa insidente nga ubos pa kay sa mga kritikal nga pagpatipas mahitabo, ug sa diha nga kini mao nga sama sa niini, ang motipas sa pinutol nga kahoy moagi sa daplin sa luna sa pagbulag sa duha ka mga materyales. Kon ang anggulo sa insidente milapas sa kritikal, ang kahayag makita balik. panghitabo Kini nailhan nga total internal nga pagpamalandong. Mga panig-ingnan sa paggamit niini - diamante ug optical lanot. Ang cut diamante nagpasiugda total internal nga pagpamalandong. Kadaghanan sa mga silaw pagsulod pinaagi sa ibabaw sa diamante, nga namalandong hangtud makab-ot sila sa ibabaw nga nawong. Kini mao ang naghatag sa diamante sa ilang kinang. Ang optical fiber mao ang usa ka baso "buhok", kaayo manipis nga nga sa diha nga ang kahayag mosulod sa usa ka tumoy, kini dili makaikyas. Ug sa lamang sa diha nga ang pinutol nga kahoy-ot sa laing tumoy, siya makahimo sa pagbiya sa fiber.

Sabta ug pagdumala

Optical lalang, gikan sa mikroskopyo ug teleskopyo sa mga kamera, video projector, ug bisan ang mga mata sa tawo makasalig sa kamatuoran nga ang kahayag mahimong focus, mosumbalik-silaw ug namalandong.

Pagpatipas og usa ka halapad nga-laing mga butang katingalahan, lakip na ang hulagway nga minatamata, balangaw, optical ilusyon. Tungod sa pagpatipas sa usa ka mabaga nga-kinutaang baso nga beer daw nga mahimong mas bug-os, ug ang adlaw mosalop alang sa usa ka pipila ka minutos ang milabay kay sa tinuod mao ang. Minilyon sa mga tawo sa paggamit refractive gahum sa pagtul-id sa panan-awon depekto sa tabang sa baso o mga contact lens. Pinaagi sa pagsabut niini nga mga kabtangan sa kahayag ug management, atong makita detalye nga dili makita sa mga hubo mata, sa walay pagtagad sa kon sila sa usa ka mikroskopyo slide o sa usa ka layo nga galaksiya.