Işık elementlerinin kırılması, yasalar ve deney



ışığın kırılması Işık, farklı kırılma indeksine sahip iki ortamın ayırma yüzeyine eğik şekilde çarptığında meydana gelen optik olaydır. Bu olduğunda ışık yönünü ve hızını değiştirir.

Kırılma, örneğin ışık havadan suya geçtiğinde, suyun daha düşük bir kırılma indisine sahip olması nedeniyle meydana gelir. Su altında vücudun formlarının olması gereken yönden nasıl sapmış gibi göründüğünü görünce, havuzda mükemmel bir şekilde görülebilen bir olgudur..

Işık olayı en temsili ve günümüzde günümüzde daha fazla varlığa sahip olan olmasına rağmen, farklı dalga tiplerini etkileyen bir olgudur..

Işığın kırılmasına ilişkin açıklama Snell Yasası olarak bilinen bir kanunu belirleyen Hollandalı fizikçi Willebrord Snell van Royen tarafından yapıldı..

Işığın kırılmasına özel önem veren bilim adamlarından bir diğeri de Isaac Newton'du. Bunu incelemek için ünlü cam prizmasını yarattı. Prizmada ışık, yüzlerinden biri tarafından nüfuz eder, farklı renklerde kırılır ve ayrışır. Bu şekilde, ışığın kırılma olgusu sayesinde, beyaz ışığın gökkuşağının tüm renklerinden oluştuğunu kanıtladı.

indeks

  • 1 Kırılma elemanları
    • 1.1 Farklı ortamlarda ışığın kırılma indisi
  • 2 kırılma kanunları
    • 2.1 İlk kırılma yasası
    • 2.2 İkinci kırılma yasası
    • 2.3 Fermat ilkesi
    • 2.4 Snell Yasasının Sonuçları
    • 2.5 Limit açısı ve toplam iç yansıma
  • 3 Deney
    • 3.1 Nedenleri 
  • 4 Gündüz ışığın kırılması
  • 5 Kaynakça 

Kırılma elemanları

Işığın kırılması çalışmasında göz önünde bulundurulması gereken ana unsurlar şunlardır: -İki fiziksel ortamın ayırma yüzeyinde eğik olarak ortaya çıkan ışın olayı olan olay ışını. Ortamı geçen, yönünü ve hızını değiştiren ışındır.-İki ortamın ayırma yüzeyine dik olan hayali çizgi olan normal çizgi. -İkilik açısı (i) olarak tanımlanmıştır. normal ışın ile olay ışınının oluşturduğu açı. - Kırılmış ışın ile normalin oluşturduğu açı olarak tanımlanan kırılma açısı (r)..

-Ek olarak, bir ortamdaki kırılma indisi (n) de dikkate alınmalıdır ki bu, ortamdaki ışık hızının ve ortamdaki ışık hızının bölümüdür..

n = c / v

Bu bakımdan, vakumdaki ışık hızının 300.000.000 m / s değerinde olduğunu hatırlatmakta fayda var..

Farklı ortamlarda ışığın kırılma indisi

En yaygın yöntemlerden bazılarında ışığın kırılma endeksi:

Kırılma yasaları

Snell Yasası'na çoğu zaman kırılma yasası denir, ancak gerçek şu ki kırılma yasalarının iki olduğu söylenebilir..

Birinci kırılma yasası

Gelişen ışın, kırılan ışın ve normal ışın, aynı boşluk düzlemindedir. Snell tarafından da çıkarılan bu yasada, yansıma da uygulanmaktadır..

İkinci kırılma yasası

İkincisi, kırılma yasası veya Snell'in yasası, aşağıdaki ifade ile belirlenir:

n1 sen i = n2 sen r

N olmak1 ışığın geldiği ortamın kırılma indisi; İnsidans açısı; n2 ışığın kırıldığı ortamın kırılma indisi; r kırılma açısı.

Fermat ilkesi

Asgari zamanın veya Fermat ilkesinin başlangıcından itibaren, hem yansıma yasalarını hem de daha önce gördüğümüz kırılma yasalarını çıkarabiliriz..

Bu ilke, uzayın iki noktası arasında hareket eden bir ışık ışını izleyen gerçek yörüngenin, onu geçmek için daha küçük zaman gerektiren sürenin olduğunu doğrular.

Snell Yasasının Sonuçları

Önceki ifadeden çıkarılan doğrudan sonuçlardan bazıları şunlardır:

a) eğer n2 > n1 ; sen r < sen i o sea r < i

Bu nedenle, bir ışık ışını, düşük kırılma indisine sahip bir ortamdan daha yüksek kırılma endeksine sahip bir ortama geçtiğinde kırılan ışın normale döner..

b) eğer n2 < n1 ; sen r> günah i ya da r> i

Böylece, bir ışık ışını, daha yüksek kırılma indisine sahip bir ortamdan daha düşük bir endeksi olan bir ortama geçtiğinde, kırılan ışın normalden uzaklaşır..

c) Geliş açısı sıfır ise, kırılma ışınının açısı da sıfırdır..

Limit açısı ve toplam iç yansıma

Snell'in yasasının bir diğer önemli sonucu da sınır açısı olarak bilinen şeydir. Bu, 90ractive'lık bir kırılma açısına karşılık gelen geliş açısına verilen addır..

Bu olduğunda, kırılan ışın iki ortamın ayırma yüzeyi ile aynı hizada hareket eder. Bu açıya kritik açı da denir..

Sınır açısının üzerindeki açılar için, toplam iç yansıma denilen olgu ortaya çıkar. Bu olduğunda, tüm ışık demeti dahili olarak yansıdığı için kırılma gerçekleşmez. Toplam iç yansıma yalnızca, yüksek kırılma indisine sahip bir ortamdan daha düşük kırılma endeksine sahip bir ortama taşınırken oluşur.

Toplam iç yansımaların bir uygulaması, enerji kaybı olmadan ışığın optik fiber üzerinden iletilmesidir. Bu sayede, fiber optik ağların sunduğu yüksek veri aktarım hızlarının keyfini çıkarabiliriz..

deneyler

Kırılma olgusunu gözlemleyebilmek için çok basit bir deney, su dolu bir bardağa bir kalem veya bir kalem sokmaktan ibarettir. Işığın kırılmasının bir sonucu olarak, suya batırılmış kalemin veya kalemin bir kısmı, olması beklenen yörüngeye göre hafifçe kırılmış veya sapmış görünmektedir..

Ayrıca bir lazer pointer ile benzer bir deney yapmayı da deneyebilirsiniz. Tabii ki, lazer ışığının görünürlüğünü arttırmak için birkaç bardak süt bardağını suya dökmek gerekir. Bu durumda, deneyin, ışık huzmesinin yolunu daha iyi anlamak için düşük ışık koşullarında yapılması tavsiye edilir..

Her iki durumda da, farklı olay açıları denemek ve kırılma açısının bu değişiklik olarak nasıl değiştiğini gözlemlemek ilginçtir..

nedenleri 

Bu optik etkinin nedenleri, kalem görüntüsünün (veya lazer ışını) havada gördüğümüz görüntüye göre su altında sapmış görünmesine neden olan ışığın kırılmasında araştırılmalıdır..

Gündüz ışığın kırılması

Işığın kırılması günümüzden güne birçok durumda görülebilir. Bazılarımız zaten onları adlandırmış, bazıları aşağıda belirteceğiz.

Kırılmanın bir sonucu, havuzların gerçekte olduğundan daha sığ görünmesidir..

Kırılmanın bir başka etkisi, atmosferdeki su damlacıklarının geçmesiyle ışığın kırılmasından dolayı oluşan gökkuşağıdır. Işık huzmesi prizmadan geçtiğinde ortaya çıkan aynı fenomendir..

Işığın kırılmasının bir başka sonucu da, güneşin batmasından gün batımını gözlemlememizdir..

referanslar

  1. Işık (n.d.) Wikipedia'da. 14 Mart 2019'da en.wikipedia.org adresinden alındı..
  2. Burke, John Robert (1999). Fizik: şeylerin doğası. Mexico City: Uluslararası Thomson Editörleri. 
  3. Toplam iç yansıma (n.d.). Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 12 Mart 2019 tarihinde alındı.
  4. Işık (n.d.) Wikipedia'da. En.wikipedia.org adresinden 13 Mart 2019 tarihinde alındı.
  5. Lekner, John (1987). Yansıma Teorisi, Elektromanyetik ve Parçacık Dalgaları. kemer ayağı.
  6. Kırılma (n.d.). Wikipedia'da. 14 Mart 2019'da en.wikipedia.org adresinden alındı..
  7. Crawford jr., Frank S. (1968). Dalgalar (Berkeley Fizik Kursu, Cilt 3), McGraw-Hill.