Sprieguma loka leņķis

Šodien mēs atklāsim, kāds ir elektromagnētiskā viļņa refrakcijas leņķis (gaismas nosaukums) un kā tiek veidoti tā likumi.

Acis, āda, smadzenes

Cilvēkam ir piecas pamata sajūtas. Medicīnas zinātnieki izšķir līdz pat vienpadsmit atšķirīgām atšķirīgām sajūtām (piemēram, spiediena vai sāpju sajūta). Bet galvenā informācija, ko cilvēki iegūst acīs. Līdz pat deviņdesmit procentiem pieejamo faktu cilvēka smadzenes apzinās kā elektromagnētiskās svārstības. Tādējādi cilvēki vizuāli saprot skaistumu un estētiku. Šajā ziņā svarīga loma ir gaismas refrakcijas leņķim.

Deserts, ezers, lietus

Apkārt pasaulei ir saules gaisma. Gaisa un ūdens ir pamats, ko cilvēki patīk. Protams, ir skarbu skaistumu sausos tuksneša ainavu, bet lielākā daļa cilvēku joprojām izvēlas kādu mitrumu.

Cilvēks vienmēr ir fascinējis kalnu straumes ungludas vienkāršas upes, mierīgi ezeri un vienmērīgi ritošie jūras viļņi, ūdenskrituma šļakatas un ledus ledus gultiņas. Vairāk nekā vienu reizi visi pamanīja gaismas rotaļas skaistumu zāles rasā, dzirkstošajos salnos uz zariem, miglas piena baltumu un zemo mākoņu drūmo šarmu. Un visi šie efekti tiek radīti, pateicoties gaismas atstarpes leņķim ūdenī.

Acs, elektromagnētiskais skalas, varavīksne

Gaisma ir elektromagnētiskā lauka svārstības. Viļņa garums un tā frekvence veido fotonu. Svārstību biežums ir atkarīgs no tā, vai tas ir radioviļņi, infrasarkanais starojums, noteiktas cilvēka redzamās krāsas spektrs, ultravioletais starojums, rentgenstaru vai gamma starojums. Cilvēki ir spējīgi acis uztvert elektromagnētiskās svārstības ar viļņa garumu 780 (sarkans) līdz 380 (violetiem) nanometriem. Visu iespējamo viļņu mērogā šī vietne aizņem ļoti mazu platību. Tas nozīmē, ka lielākā daļa cilvēku nevar uztvert lielāko daļu elektromagnētiskā spektra. Un viss personai pieejamais skaistums rada atšķirību starp saskares leņķi un lūzuma leņķi pie plašsaziņas līdzekļiem.

Vacuum, Sun, Planet

Rezultātā fotonus izstaro sauletermoelektriskā reakcija. Ūdeņraža atomu sapludināšanai un hēlija ražošanai pavada liela daudzuma dažādu daļiņu, ieskaitot gaismas kvantu, izgrūšanu. Vakuumā elektromagnētiskie viļņi izplatās taisnīgi un ar vislielāko iespējamo ātrumu. Ja caurspīdīga un blīvāka vide, piemēram, nonāk Zemes atmosfērā, gaisma maina pavairošanas ātrumu. Tā rezultātā mainās pavairošanas virziens. Cik daudz nosaka lūzuma indeksu. Refrakcijas leņķi aprēķina pēc Snelliusa formulas.

Snella likums

Holandes matemātiķis Willebrod Snell visu savu dzīvistrādāja ar leņķiem un attālumiem. Viņš saprata, kā izmērīt attālumus starp pilsētām, kā atrast noteiktu punktu debesīs. Tas nav pārsteidzoši, ka viņš atrada gaismas refrakcijas leņķu likumu.

Likuma formula izskatās šādi:

• n₁sin θ₁ = n₂sin θ₂.

Šajā izteiksmē simboliem ir šāda nozīme:

• n₁ un n₂ Vai vidēja (no kura gaismas starojums ir bīstams) un vidē 2 (kurā tā iekrīt) refrakcijas koeficienti;
• θ₁ un θ₂ Vai ir gaismas biežuma leņķis un gaismas refrakcija attiecīgi.

Izskaidrojumi likumam

Ir nepieciešams sniegt dažus paskaidrojumus par šo formulu. Leņķi θ ir grādu skaits, kas atrodas starp staru izplatīšanās virzienu un normālo pret virsmu gaismas staru saskares punktā. Kāpēc šajā gadījumā tiek izmantots parasts? Jo patiesībā nav stingri plakanas virsmas. Un atrast normālu jebkurai līknei ir pietiekami vienkārša. Turklāt, ja problēmā ir zināms leņķis starp apdrukājamo materiālu robežu un incidenta staru x, tad vēlamais leņķis θ ir tikai (90 ° x).

Visbiežāk gaisma nāk no retāk(gaisu) uz blīvāku (ūdens) barotni. Jo tuvāk videi atomi ir viens pret otru, jo spēcīgāks ir lode. Līdz ar to, cik blīvāks ir vide, jo lielāks ir refrakcijas leņķis. Bet tas notiek arī otrādi: gaisma nokrīt no ūdens uz gaisu vai no gaisa vakuumā. Šādos apstākļos var rasties nosacījums, saskaņā ar kuru n₁sin θ₁> n₂. Tas ir, viss gaismas stars tiks atspoguļots atpakaļ uz pirmoTrešdiena Šo fenomenu sauc par pilnīgu iekšējo atspoguļojumu. Leņķis, pie kura iepriekšminētie apstākļi rodas, sauc par refrakcijas ierobežojošo leņķi.

Par ko atkarīgs lūzuma indekss?

Šī vērtība ir atkarīga tikai no vielas īpašībām. Piemēram, ir kristāli, kuriem tas ir svarīgi, pie kāda leņķa staru ieplūst. Īpašību anizotropija izpaužas kā dubultstrūksme. Ir vide, kurām ir svarīga ienākošā starojuma polarizācija. Tāpat jāatceras, ka refrakcijas leņķis ir atkarīgs no sprādziena starojuma viļņa garuma. Šīs atšķirības dēļ šī pieredze ir balstīta uz prizmas balto gaismu nošķiršanu no varavīksnes. Ir vērts atzīmēt, ka vidēja temperatūra ietekmē arī starojuma refrakcijas indeksu. Jo ātrāk kristāla atomi vibrē, jo deformējas tā struktūra un spēja mainīt gaismas izplatīšanās virzienu.

Refrakcijas indeksa piemēri

Mēs pazīstamiem plašsaziņas līdzekļiem sniedzam dažādas vērtības:

1. Sāls (ķīmiskā formula NaCl) kā minerālu sauc par "halītu". Tās lūzuma indekss ir 1,544.
2. Stikla lūšanas indeksu aprēķina, ņemot vērā tā refraktīvā indeksu. Atkarībā no materiāla veida šī vērtība svārstās starp 1,487 un 2,186.
3. Diamond ir slavens ar gaismas spēli tajā. Juvelieri, griežot, ņem vērā visas tā lidmašīnas. Dimanta lūzuma indekss ir 2417.
4. Ūdens, kas attīrīts no piemaisījumiem, refrakcijas indekss ir 1,333. H₂O ir ļoti labs šķīdinātājs. Tādēļ dabā nav ķīmiski tīra ūdens. Katrai otrai katrai upei raksturīgs tā sastāvs. Līdz ar to arī refrakcijas indekss mainās. Bet, lai atrisinātu vienkāršas skolas problēmas, jūs varat izmantot šo vērtību.

Jupiters, Saturns, Kalisto

Līdz šim mēs runājām par zemes skaistumuno pasaules. Tā saucamie normālie apstākļi nozīmē ļoti specifisku temperatūru un spiedienu. Bet Saules sistēmā ir arī citas planētas. Ir ļoti pazīstamas ainavas.

Piemēram, Jupiterā ir iespējams novērot argona dūmu metāna mākoņos un augšupejošajās heliāta plūsmās. Arī tur ir pazīstami rentgenstaru avoti.

Saturnā etāna migla nokļūst ūdeņraža atmosfērā. Zemākās planētas slāņos no ļoti karstiem metāna mākoņiem ir dimantu lietus.

Šajā gadījumā Jupitera Kalisto kalnu saldētajam satelītam ir okeāns ar ogļūdeņražu. Iespējams, ka tā iekšienē ir baktērijas, kas absorbē sēru.

Un katrā no šīm ainavām skaistumu veido gaismas rotaļība uz dažādām virsmām, sejām, izvirdumiem un mākoņiem.