Pintu masukIndeks biasan relatif udara. Pembuatan kontrak
Sudut kejadian - suduta antara arah pancaran kejadian dan serenjang dengan antara muka antara dua media, dibina semula pada titik kejadian.
Sudut pantulan - sudut β antara serenjang ini dan arah sinar pantulan.
Hukum pantulan cahaya:
1. Rasuk kejadian, berserenjang dengan antara muka antara dua media pada titik kejadian, dan rasuk pantulan terletak pada satah yang sama.
2. Sudut pantulan adalah sama dengan sudut tuju.
Dengan pembiasan cahaya panggil perubahan arah sinar cahaya apabila cahaya melalui satu medium lutsinar ke medium lain.
Sudut biasan
- sudutb
antara serenjang yang sama dan arah sinar terbias.
Kelajuan cahaya dalam vakum Dengan = 3*10 8 m/s
Kelajuan cahaya dalam medium V< c
Indeks biasan mutlak medium menunjukkan berapa kali kelajuan cahayav dalam persekitaran tertentu adalah kurang daripada kelajuan cahaya Dengan dalam vakum.
Indeks biasan mutlak medium pertama
Indeks biasan mutlak medium kedua
Indeks biasan mutlak untuk vakum sama dengan 1
Kelajuan cahaya dalam udara berbeza sangat sedikit daripada nilai dengan, sebab tu
Indeks biasan mutlak untuk udara kita akan menganggap sama dengan 1
Indeks biasan relatif menunjukkan berapa kali kelajuan cahaya berubah apabila sinar melalui dari medium pertama ke medium kedua.
di mana V 1 dan V 2 ialah kelajuan perambatan cahaya dalam media pertama dan kedua.
Dengan mengambil kira indeks biasan, hukum pembiasan cahaya boleh ditulis sebagai
di mana n 21 – indeks biasan relatif persekitaran kedua berbanding dengan yang pertama;
n 2 Dan n 1– indeks biasan mutlak Rabu kedua dan pertama masing-masing
Indeks biasan medium relatif kepada udara (vakum) boleh didapati dalam Jadual 12 (buku masalah Rymkevich). Nilai diberikan untuk kes itu kejadian cahaya dari udara ke dalam medium tertentu.
Sebagai contoh, Kami dapati dalam jadual indeks biasan berlian n = 2.42.
Ini ialah indeks biasan berlian berbanding udara(vakum), iaitu, untuk indeks biasan mutlak:
Hukum pantulan dan pembiasan adalah sah apabila sinar cahaya bergerak ke arah yang bertentangan.
Daripada dua media telus optik kurang tumpat dipanggil medium dengan kelajuan perambatan cahaya yang lebih tinggi, atau dengan indeks biasan yang lebih rendah.
Apabila jatuh ke dalam persekitaran optik yang lebih padat
sudut biasan kurang daripada sudut tuju.
Apabila jatuh ke dalam persekitaran optik yang kurang padat
sudut biasan sudut tuju yang lebih besar
Jumlah refleksi dalaman
Jika sinaran cahaya daripada medium optik lebih tumpat 1 jatuh pada antara muka dengan medium optik kurang tumpat 2 ( n 1 > n 2), maka sudut tuju adalah kurang daripada sudut biasana < b . Dengan meningkatkan sudut kejadian, anda boleh mendekati nilai iniseorang pr , apabila sinar terbias meluncur di sepanjang antara muka antara dua media dan tidak memasuki medium kedua,
 |
Sudut biasan b= 90°, manakala semua tenaga cahaya dipantulkan daripada antara muka.
Mengehadkan sudut jumlah pantulan dalam a pr ialah sudut di mana sinar terbias meluncur di sepanjang permukaan dua media,
Apabila bergerak dari medium optik kurang tumpat kepada medium yang lebih tumpat, jumlah pantulan dalaman adalah mustahil.
Bagi sesetengah bahan, indeks biasan berubah dengan agak kuat apabila frekuensi gelombang elektromagnet berubah daripada frekuensi rendah kepada optik dan seterusnya, dan juga boleh berubah dengan lebih mendadak di kawasan tertentu skala frekuensi. Lalai biasanya merujuk kepada julat optik atau julat yang ditentukan oleh konteks.
Nisbah indeks biasan satu medium kepada indeks biasan kedua dipanggil indeks biasan relatif persekitaran pertama berhubung dengan persekitaran kedua. Untuk dilaksanakan:
di mana dan ialah kelajuan fasa cahaya dalam media pertama dan kedua, masing-masing. Jelas sekali, indeks biasan relatif bagi medium kedua berkenaan dengan yang pertama ialah nilai yang sama dengan .
Nilai ini, perkara lain yang sama, biasanya kurang daripada kesatuan apabila rasuk melepasi dari medium yang lebih tumpat ke medium yang kurang tumpat, dan lebih daripada perpaduan apabila rasuk melewati dari medium kurang tumpat ke medium lebih tumpat (contohnya, dari gas atau daripada vakum kepada cecair atau pepejal ). Terdapat pengecualian untuk peraturan ini, dan oleh itu adalah kebiasaan untuk memanggil persekitaran secara optikal lebih atau kurang tumpat daripada yang lain (jangan dikelirukan dengan ketumpatan optik sebagai ukuran kelegapan medium).
Sinar yang jatuh dari ruang tanpa udara ke permukaan sesuatu medium dibiaskan dengan lebih kuat berbanding apabila jatuh ke atasnya daripada medium lain; indeks biasan bagi kejadian sinar pada medium dari ruang tanpa udara dipanggilnya indeks biasan mutlak atau hanya indeks biasan bagi medium tertentu, ini ialah indeks biasan, yang definisinya diberikan pada permulaan artikel. Indeks biasan mana-mana gas, termasuk udara, dalam keadaan normal adalah lebih rendah daripada indeks biasan cecair atau pepejal, oleh itu, kira-kira (dan dengan ketepatan yang agak baik) indeks biasan mutlak boleh dinilai oleh indeks biasan berbanding udara.
Contoh
Indeks biasan beberapa media diberikan dalam jadual.
Indeks biasan untuk panjang gelombang 589.3 nm| Jenis persekitaran | Rabu | Suhu, °C | Maknanya |
|---|---|---|---|
| Kristal | LiF | 20 | 1,3920 |
| NaCl | 20 | 1,5442 | |
| KCl | 20 | 1,4870 | |
| KBr | 20 | 1,5552 | |
| Cermin mata optik | LK3 (Mahkota Cahaya) | 20 | 1,4874 |
| K8 (Cron) | 20 | 1,5163 | |
| TK4 (mahkota berat) | 20 | 1,6111 | |
| STK9 (mahkota super berat) | 20 | 1,7424 | |
| F1 (Flint) | 20 | 1,6128 | |
| TF10 (batu berat) | 20 | 1,8060 | |
| STF3 (batu api yang sangat berat) | 20 | 2,1862 | |
| permata | Putih berlian | - | 2,417 |
| Beryl | - | 1,571 - 1,599 | |
| Zamrud | - | 1,588 - 1,595 | |
| Putih nilam | - | 1,768 - 1,771 | |
| Hijau nilam | - | 1,770 - 1,779 | |
| Cecair | Air suling | 20 | 1,3330 |
| Benzena | 20-25 | 1,5014 | |
| Gliserol | 20-25 | 1,4370 | |
| Asid sulfurik | 20-25 | 1,4290 | |
| Asid hidroklorik | 20-25 | 1,2540 | |
| Minyak anise | 20-25 | 1,560 | |
| Minyak bunga matahari | 20-25 | 1,470 | |
| Minyak zaitun | 20-25 | 1,467 | |
| Etil alkohol | 20-25 | 1,3612 |
Bahan indeks negatif
- fasa dan halaju kumpulan gelombang mempunyai arah yang berbeza;
- adalah mungkin untuk mengatasi had difraksi apabila mencipta sistem optik ("superlenses"), meningkatkan resolusi mikroskop dengan bantuan mereka, mencipta litar mikro skala nano, meningkatkan ketumpatan rakaman pada media storan optik).
Lihat juga
- Kaedah rendaman untuk mengukur indeks biasan.
Nota
Pautan
- Pangkalan data indeks biasan RefractiveIndex.INFO
Yayasan Wikimedia.
- 2010.
- Belfort
Saxony-Anhalt
Lihat apa "Indeks Biasan" dalam kamus lain: INDEKS BISNIS - nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuan cahaya dalam medium (indeks biasan mutlak). Indeks biasan relatif 2 media ialah nisbah kelajuan cahaya dalam medium dari mana cahaya jatuh pada antara muka kepada kelajuan cahaya dalam detik... ...
Lihat apa "Indeks Biasan" dalam kamus lain: Kamus Ensiklopedia Besar
Ensiklopedia moden Indeks biasan - INDEKS BISNIS, kuantiti yang mencirikan medium dan sama dengan nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuan cahaya dalam medium (indeks biasan mutlak). Indeks biasan n bergantung kepada dielektrik e dan kebolehtelapan magnet m... ...
Lihat apa "Indeks Biasan" dalam kamus lain: Kamus Ensiklopedia Bergambar - (lihat INDEKS BISNIS). Kamus ensiklopedia fizikal. M.: Ensiklopedia Soviet. Ketua Pengarang A. M. Prokhorov. 1983 ...
Ensiklopedia fizikal- 1. Nisbah kelajuan gelombang kejadian kepada kelajuan gelombang terbias. 2. Nisbah kelajuan bunyi dalam dua media. [Sistem ujian tidak merosakkan.... ...
Ensiklopedia fizikal Panduan Penterjemah Teknikal - nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuan cahaya dalam medium (indeks biasan mutlak). Indeks biasan relatif dua media ialah nisbah kelajuan cahaya dalam medium dari mana cahaya jatuh pada antara muka kepada kelajuan cahaya dalam ... ...
Ensiklopedia fizikal Kamus Ensiklopedia
Ensiklopedia fizikal- lūžio rodiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. indeks biasan; indeks biasan; indeks biasan vok. Brechungsindex, m; Brechungsverhältnis, n; Brechungszahl, f; Brechzahl, f; Indeks biasan, m rus. indeks biasan, m; … Automatik terminų žodynas - lūžio rodiklis statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos konstanta, apibūdinanti jos savybę laužti šviesos bangas. atitikmenys: engl. indeks biasan; indeks biasan; indeks biasan rus. indeks biasan; indeks biasan;… …
Ensiklopedia fizikal Chemijos terminų aiškinamasi žodynas
Ensiklopedia fizikal- lūžio rodiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Esant nesugeriančiai terpei, tai elektromagnetinės spinduliuotės sklidimo greičio vakuume ir there tikro dažnio elektromagnetinės spinduliuotės greičio … - lūžio rodiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos parametras, apibūdinantis jos savybę laužti šviesos bangas. atitikmenys: engl. indeks biasan; indeks biasan vok. Brechungsindex, m rus. penunjuk... ...
Penkiakalbis aiškinamasi metrologijos terminų žodynas
- Buku Kuantum. Majalah fizik saintifik dan matematik popular. No 07/2017, Jika anda berminat dalam matematik dan fizik dan suka menyelesaikan masalah, maka majalah fizik dan matematik popular "QUANTUM" akan menjadi rakan dan pembantu anda. Ia telah diterbitkan sejak tahun 1970 dan... Kategori: Matematik Siri: Majalah Kuantum 2017 Penerbit: MCNMO , Beli untuk 50 gosok. e-buku
(fb2, fb3, epub, mobi, pdf, html, pdb, lit, doc, rtf, txt)
Sumber digital boleh digunakan untuk latihan dalam rangka program sekolah asas dan menengah (peringkat asas).
Model ini adalah ilustrasi animasi mengenai topik "Hukum Pembiasan Cahaya." Sistem air-udara dipertimbangkan. Perjalanan kejadian, sinar pantulan dan terbias dilukis.
Hukum pembiasan cahaya dijelaskan dalam fizik gelombang. Menurut konsep gelombang, pembiasan adalah akibat perubahan dalam kelajuan perambatan gelombang apabila melalui satu medium ke medium lain. Maksud fizikal indeks biasan ialah nisbah kelajuan perambatan gelombang dalam medium pertama υ 1 kepada kelajuan perambatannya dalam medium kedua υ 2:
Bekerja dengan model
Butang Mula/Berhenti membolehkan anda memulakan atau menjeda percubaan, butang Tetapkan Semula membolehkan anda memulakan percubaan baharu.
Model ini boleh digunakan sebagai ilustrasi dalam pelajaran untuk mempelajari bahan baru mengenai topik "Hukum Pembiasan Cahaya." Menggunakan model ini sebagai contoh, anda boleh mempertimbangkan dengan pelajar laluan sinar semasa peralihan daripada medium kurang tumpat optik kepada medium optik lebih tumpat.
Contoh perancangan pengajaran menggunakan model
Tema "Pembiasan Cahaya"
Tujuan pelajaran: untuk mempertimbangkan fenomena pembiasan cahaya, laluan sinar apabila melalui satu medium ke medium lain.
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Jadual 1. |
Contoh soalan dan tugasan
- Cahaya berpindah dari vakum ke dalam kaca, dengan sudut tuju sama dengan α dan sudut biasan β. Berapakah kelajuan cahaya dalam kaca jika kelajuan cahaya dalam vakum ialah c?
- Indeks biasan air, kaca dan berlian berbanding udara ialah 1.33, 1.5, 2.42, masing-masing. Dalam bahan manakah sudut pengehad jumlah pantulan mempunyai nilai minimum?
- Seorang penyelam melihat ke atas dari air pada lampu yang digantung pada ketinggian 1 m di atas permukaan air. Berapakah ketinggian jelas lampu di bawah air?
Dalam kursus fizik gred 8 anda, anda belajar tentang fenomena biasan cahaya. Sekarang anda tahu bahawa cahaya ialah gelombang elektromagnet dengan julat frekuensi tertentu. Berdasarkan pengetahuan tentang sifat cahaya, anda boleh memahami punca fizikal pembiasan dan menerangkan banyak fenomena cahaya lain yang berkaitan dengannya.
nasi. 141. Berlalu dari satu medium ke medium lain, sinar dibiaskan, iaitu menukar arah perambatan
Mengikut undang-undang biasan cahaya (Rajah 141):
- kejadian, sinar biasan dan serenjang yang ditarik ke antara muka antara dua media pada titik tuju sinar terletak pada satah yang sama; nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan ialah nilai tetap untuk kedua-dua media ini
di mana n 21 ialah indeks biasan relatif bagi medium kedua berbanding dengan yang pertama.
Jika rasuk melepasi mana-mana medium dari vakum, maka
di mana n ialah indeks biasan mutlak (atau ringkasnya indeks biasan) bagi medium kedua. Dalam kes ini, "medium" pertama adalah vakum, nilai mutlak yang diambil sebagai perpaduan.
Undang-undang pembiasan cahaya ditemui secara eksperimen oleh saintis Belanda Willebord Snellius pada tahun 1621. Undang-undang itu dirumuskan dalam risalah mengenai optik, yang ditemui dalam kertas saintis selepas kematiannya.
Selepas penemuan Snell, beberapa saintis membuat hipotesis bahawa pembiasan cahaya adalah disebabkan oleh perubahan kelajuannya apabila melalui sempadan dua media. Kesahihan hipotesis ini disahkan oleh bukti teori yang dijalankan secara bebas oleh ahli matematik Perancis Pierre Fermat (pada tahun 1662) dan ahli fizik Belanda Christiaan Huygens (pada tahun 1690). Mereka mencapai keputusan yang sama dengan cara yang berbeza, membuktikannya
- nisbah sinus sudut tuju kepada sinus sudut biasan ialah nilai tetap untuk kedua-dua media ini, sama dengan nisbah kelajuan cahaya dalam media ini:
(3)
Daripada persamaan (3) ia mengikuti bahawa jika sudut biasan β kurang daripada sudut tuju a, maka cahaya frekuensi tertentu dalam medium kedua merambat lebih perlahan daripada yang pertama, iaitu V 2 Hubungan antara kuantiti yang termasuk dalam persamaan (3) berfungsi sebagai alasan yang kuat untuk kemunculan rumusan lain untuk definisi indeks biasan relatif: n 21 = v 1 / v 2 (4) Biarkan pancaran cahaya melalui vakum ke beberapa medium. Menggantikan v1 dalam persamaan (4) dengan kelajuan cahaya dalam vakum c, dan v 2 dengan kelajuan cahaya dalam medium v, kita memperoleh persamaan (5), iaitu takrifan indeks biasan mutlak: Menurut persamaan (4) dan (5), n 21 menunjukkan berapa kali kelajuan cahaya berubah apabila ia melalui satu medium ke medium lain, dan n - apabila melalui vakum ke medium. Ini adalah maksud fizikal indeks biasan. Nilai indeks biasan mutlak n mana-mana bahan adalah lebih besar daripada satu (ini disahkan oleh data yang terkandung dalam jadual buku rujukan fizikal). Kemudian, mengikut persamaan (5), c/v > 1 dan c > v, iaitu, kelajuan cahaya dalam sebarang bahan adalah kurang daripada kelajuan cahaya dalam vakum. Tanpa memberikan justifikasi yang ketat (ia adalah kompleks dan menyusahkan), kami perhatikan bahawa sebab penurunan kelajuan cahaya semasa peralihannya dari vakum kepada jirim adalah interaksi gelombang cahaya dengan atom dan molekul jirim. Semakin besar ketumpatan optik sesuatu bahan, semakin kuat interaksi ini, semakin rendah kelajuan cahaya dan semakin tinggi indeks biasan. Oleh itu, kelajuan cahaya dalam medium dan indeks biasan mutlak ditentukan oleh sifat-sifat medium ini. Berdasarkan nilai berangka indeks biasan bahan, ketumpatan optik mereka boleh dibandingkan. Sebagai contoh, indeks biasan pelbagai jenis kaca berjulat dari 1.470 hingga 2.040, dan indeks biasan air ialah 1.333. Ini bermakna kaca adalah medium optik lebih tumpat daripada air. Mari kita beralih kepada Rajah 142, dengan bantuan yang boleh kita jelaskan mengapa di sempadan dua media, dengan perubahan kelajuan, arah perambatan gelombang cahaya juga berubah. nasi. 142. Apabila gelombang cahaya melalui udara ke air, kelajuan cahaya berkurangan, bahagian hadapan gelombang, dan dengan itu kelajuannya, bertukar arah Rajah menunjukkan gelombang cahaya yang melalui udara ke dalam air dan kejadian pada antara muka antara media ini pada sudut a. Di udara, cahaya bergerak pada kelajuan v 1, dan dalam air pada kelajuan rendah v 2. Titik A gelombang mencapai sempadan terlebih dahulu. Dalam tempoh masa Δt, titik B, bergerak di udara pada kelajuan yang sama v 1 , akan mencapai titik B." Pada masa yang sama, titik A, bergerak di dalam air pada kelajuan yang lebih rendah v 2 , akan menempuh jarak yang lebih pendek. , hanya mencapai titik A." Dalam kes ini, apa yang dipanggil hadapan gelombang AB di dalam air akan diputar pada sudut tertentu berbanding hadapan gelombang AB di udara. Dan vektor halaju (yang sentiasa berserenjang dengan hadapan gelombang dan bertepatan dengan arah perambatannya) berputar, menghampiri garis lurus OO", berserenjang dengan antara muka antara media. Dalam kes ini, sudut biasan β ternyata kurang daripada sudut tuju α Ini adalah bagaimana pembiasan cahaya berlaku. Ia juga jelas daripada rajah bahawa apabila bergerak ke medium lain dan memutarkan hadapan gelombang, panjang gelombang juga berubah: apabila bergerak ke medium optik yang lebih tumpat, kelajuan berkurangan, panjang gelombang juga berkurangan (λ 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны. Optik ialah cabang fizik yang mengkaji sifat sinaran cahaya, perambatan dan interaksinya dengan jirim. Gelombang cahaya ialah gelombang elektromagnet. Panjang gelombang gelombang cahaya terkandung dalam selang. Gelombang julat ini dilihat oleh mata manusia. Cahaya bergerak sepanjang garis yang dipanggil sinar. Dalam penghampiran optik sinar (atau geometri), panjang gelombang cahaya terhingga diabaikan, dengan mengandaikan bahawa λ→0. Dalam banyak kes, optik geometri membolehkan seseorang mengira sistem optik dengan baik. Sistem optik yang paling mudah ialah kanta. Apabila mengkaji gangguan cahaya, harus diingat bahawa gangguan diperhatikan hanya dari sumber yang koheren dan gangguan itu dikaitkan dengan pengagihan semula tenaga dalam ruang. Di sini adalah penting untuk dapat menulis dengan betul syarat untuk keamatan cahaya maksimum dan minimum dan memberi perhatian kepada isu seperti warna filem nipis, jalur dengan ketebalan yang sama dan kecenderungan yang sama. Apabila mengkaji fenomena pembelauan cahaya, adalah perlu untuk memahami prinsip Huygens-Fresnel, kaedah zon Fresnel, dan memahami cara untuk menerangkan corak pembelauan pada celah tunggal dan pada parut pembelauan. Apabila mengkaji fenomena polarisasi cahaya, anda perlu memahami bahawa asas fenomena ini adalah transverseness gelombang cahaya. Perhatian harus diberikan kepada kaedah untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi dan undang-undang Brewster dan Malus. Undang-undang fizikal, formula, pembolehubah Formula optik Indeks biasan mutlak di mana c ialah kelajuan cahaya dalam vakum, c=3·108 m/s, v ialah kelajuan perambatan cahaya dalam medium. Indeks biasan relatif di mana n 2 dan n 1 ialah indeks biasan mutlak bagi media kedua dan pertama. Hukum pembiasan di mana i ialah sudut tuju, r ialah sudut biasan. Formula Kanta Nipis di mana F ialah panjang fokus kanta, d ialah jarak dari objek ke kanta, f ialah jarak dari kanta ke imej. Kuasa kanta di mana R 1 dan R 2 ialah jejari kelengkungan permukaan sfera kanta. Untuk permukaan cembung R>0. Untuk permukaan cekung R<0. Panjang laluan optik: di mana n ialah indeks biasan medium; r ialah panjang laluan geometri gelombang cahaya. Perbezaan laluan optik: L 1 dan L 2 ialah laluan optik bagi dua gelombang cahaya. Keadaan gangguan maksimum: minimum: di mana λ 0 ialah panjang gelombang cahaya dalam vakum; m ialah susunan gangguan maksimum atau minimum. Perbezaan laluan optik dalam filem nipis dalam cahaya yang dipantulkan: dalam cahaya yang dihantar: di mana d ialah ketebalan filem; i ialah sudut tuju cahaya; n ialah indeks biasan. Lebar pinggiran gangguan dalam eksperimen Young: di mana d ialah jarak antara sumber cahaya koheren; L ialah jarak dari sumber ke skrin. Keadaan untuk maksimum utama kisi pembelauan: di mana d ialah pemalar parut pembelauan; φ - sudut pembelauan. Resolusi parut difraksi: di mana Δλ ialah perbezaan minimum dalam panjang gelombang dua garis spektrum yang diselesaikan oleh parut;
Soalan
Bersenam
Jadual formula asas untuk optik
