Ang refractive index ng isang medium na may kaugnayan sa vacuum, i.e., para sa kaso ng paglipat ng mga light ray mula sa vacuum sa isang medium, ay tinatawag na absolute at tinutukoy ng formula (27.10): n=c/v.

Sa mga kalkulasyon, ang ganap na mga indeks ng repraktibo ay kinuha mula sa mga talahanayan, dahil ang kanilang halaga ay natukoy nang tumpak gamit ang mga eksperimento. Dahil ang c ay mas malaki kaysa sa v, kung gayon ang absolute refractive index ay palaging mas malaki kaysa sa pagkakaisa.

Kung ang liwanag na radiation ay pumasa mula sa vacuum patungo sa isang daluyan, kung gayon ang formula para sa pangalawang batas ng repraksyon ay nakasulat bilang:

sin i/sin β = n. (29.6)

Ang formula (29.6) ay madalas ding ginagamit sa pagsasanay kapag ang mga sinag ay pumasa mula sa hangin patungo sa isang daluyan, dahil ang bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa hangin ay napakaliit na naiiba sa c. Ito ay makikita mula sa katotohanan na ang absolute refractive index ng hangin ay 1.0029.

Kapag ang sinag ay napupunta mula sa daluyan patungo sa vacuum (sa hangin), ang formula para sa pangalawang batas ng repraksyon ay kukuha ng anyo:

sin i/sin β = 1/n. (29.7)

Sa kasong ito, ang mga sinag, kapag umaalis sa daluyan, ay kinakailangang lumayo mula sa patayo sa interface sa pagitan ng daluyan at ng vacuum.

Alamin natin kung paano mo mahahanap ang relative refractive index n21 mula sa absolute refractive index. Hayaang dumaan ang liwanag mula sa medium na may absolute index n1 patungo sa medium na may absolute index n2. Pagkatapos n1 = c/V1 atn2 = s/v2, mula sa kung saan:

n2/n1=v1/v2=n21. (29.8)

Ang pormula para sa pangalawang batas ng repraksyon para sa naturang kaso ay madalas na nakasulat bilang mga sumusunod:

sini/sinβ = n2/n1. (29.9)

Tandaan natin iyon sa pamamagitan ng absolute exponent ang teorya ni Maxwell Ang repraksyon ay matatagpuan mula sa kaugnayan: n = √(με). Dahil para sa mga sangkap na transparent sa light radiation, ang μ ay halos katumbas ng pagkakaisa, maaari nating ipagpalagay na:

n = √ε. (29.10)

Dahil ang dalas ng mga oscillations sa light radiation ay nasa pagkakasunud-sunod ng 10 14 Hz, alinman sa mga dipoles o mga ion sa isang dielectric, na may medyo malaking masa, ay may oras upang baguhin ang kanilang posisyon na may tulad na dalas, at ang mga dielectric na katangian ng isang sangkap. sa ilalim ng mga kundisyong ito ay tinutukoy lamang ng elektronikong polariseysyon ng mga atomo nito. Ipinapaliwanag nito ang pagkakaiba sa pagitan ng halaga ε=n 2 mula sa (29.10) at ε st sa electrostatics. Kaya, para sa tubig ε \u003d n 2 \u003d 1.77, at ε st \u003d 81; ang ionic solid dielectric NaCl ε=2.25, at ε st =5.6. Kapag ang isang substance ay binubuo ng mga homogenous na atoms o non-polar molecules, ibig sabihin, wala itong mga ions o natural na dipoles, kung gayon ang polarization nito ay maaari lamang maging electronic. Para sa mga katulad na substance, ε mula sa (29.10) at ε st ay nag-tutugma. Ang isang halimbawa ng naturang sangkap ay brilyante, na binubuo lamang ng mga carbon atom.

Tandaan na ang halaga ng absolute refractive index, bilang karagdagan sa uri ng substance, ay depende rin sa oscillation frequency, o sa radiation wavelength. . Habang bumababa ang wavelength, bilang panuntunan, tumataas ang refractive index.

Ticket 75.

Batas ng pagmuni-muni ng liwanag: ang insidente at sinasalamin na mga beam, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng saklaw ng beam, ay nasa parehong eroplano (ang eroplano ng saklaw). Ang anggulo ng pagmuni-muni γ ay katumbas ng anggulo ng saklaw α.

Batas ng repraksyon ng liwanag: ang insidente at refracted beam, pati na rin ang patayo sa interface sa pagitan ng dalawang media, na naibalik sa punto ng saklaw ng beam, ay nasa parehong eroplano. Ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw α sa sine ng anggulo ng repraksyon β ay isang pare-parehong halaga para sa dalawang ibinigay na media:

Ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ay ipinaliwanag sa pisika ng alon. Ayon sa mga konsepto ng alon, ang repraksyon ay bunga ng pagbabago sa bilis ng pagpapalaganap ng alon sa panahon ng paglipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa. Ang pisikal na kahulugan ng refractive index ay ang ratio ng bilis ng pagpapalaganap ng alon sa unang daluyan υ 1 sa bilis ng kanilang pagpapalaganap sa pangalawang daluyan υ 2:

Ang Figure 3.1.1 ay naglalarawan ng mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag.

Ang medium na may mas mababang absolute refractive index ay tinatawag na optically less dense.

Kapag ang liwanag ay dumaan mula sa isang optically denser medium patungo sa isang optically less dense n 2< n 1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать kabuuang reflection phenomenon, iyon ay, ang pagkawala ng refracted beam. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod sa mga anggulo ng saklaw na lumalampas sa isang tiyak na kritikal na anggulo α pr, na tinatawag na nililimitahan ang anggulo ng kabuuang panloob na pagmuni-muni(tingnan ang fig. 3.1.2).

Para sa anggulo ng saklaw α = α pr sin β = 1; halaga sin α pr \u003d n 2 / n 1< 1.

Kung ang pangalawang daluyan ay hangin (n 2 ≈ 1), kung gayon ito ay maginhawa upang muling isulat ang formula bilang

Ang kababalaghan ng kabuuang panloob na pagmuni-muni ay nakakahanap ng aplikasyon sa maraming mga optical device. Ang pinaka-kawili-wili at praktikal na mahalagang aplikasyon ay ang paglikha ng fiber light guides, na manipis (mula sa ilang micrometers hanggang millimeters) arbitraryong baluktot na mga filament mula sa isang optically transparent na materyal (salamin, kuwarts). Ang liwanag na bumabagsak sa dulo ng hibla ay maaaring magpalaganap kasama nito sa mahabang distansya dahil sa kabuuang panloob na pagmuni-muni mula sa mga gilid na ibabaw (Larawan 3.1.3). Ang pang-agham at teknikal na direksyon na kasangkot sa pagbuo at aplikasyon ng mga optical light guide ay tinatawag na fiber optics.

Dispe "rsiya light" that (decomposition of light)- ito ay isang phenomenon dahil sa pag-asa ng absolute refractive index ng isang substance sa frequency (o wavelength) ng liwanag (frequency dispersion), o, sa parehong bagay, ang dependence ng phase velocity ng liwanag sa isang substance sa wavelength (o frequency). Eksperimental na natuklasan ni Newton sa paligid ng 1672, bagaman ang teorya ay mahusay na ipinaliwanag sa ibang pagkakataon.

Spatial na pagpapakalat ay ang dependence ng tensor ng permittivity ng medium sa wave vector. Ang pag-asa na ito ay nagdudulot ng ilang phenomena na tinatawag na spatial polarization effect.

Isa sa mga pinakamalinaw na halimbawa ng dispersion - pagkabulok ng puting liwanag kapag ipinapasa ito sa isang prisma (eksperimento ni Newton). Ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay ng pagpapakalat ay ang pagkakaiba sa mga bilis ng pagpapalaganap ng mga light ray na may iba't ibang mga wavelength sa isang transparent na substansiya - isang optical medium (samantalang sa vacuum ang bilis ng liwanag ay palaging pareho, anuman ang haba ng daluyong at samakatuwid ang kulay) . Karaniwan, mas mataas ang dalas ng isang light wave, mas malaki ang refractive index ng medium para dito at mas mababa ang bilis ng wave sa medium:

Mga eksperimento ni Newton Eksperimento sa pagkabulok ng puting liwanag sa isang spectrum: Itinuro ni Newton ang isang sinag ng sikat ng araw sa isang maliit na butas papunta sa isang glass prism. Pagkuha sa prisma, ang sinag ay na-refracted at nagbigay sa tapat ng dingding ng isang pinahabang imahe na may iridescent alternation ng mga kulay - ang spectrum. Eksperimento sa pagpasa ng monochromatic na ilaw sa pamamagitan ng isang prisma: Inilagay ni Newton ang pulang salamin sa landas ng sinag ng araw, sa likod kung saan nakatanggap siya ng monochromatic light (pula), pagkatapos ay isang prisma at naobserbahan sa screen ang isang pulang lugar lamang mula sa sinag ng liwanag. Karanasan sa synthesis (pagkuha) ng puting liwanag: Una, itinuro ni Newton ang sinag ng araw sa isang prisma. Pagkatapos, na nakolekta ang mga kulay na sinag na umuusbong mula sa prisma sa tulong ng isang converging lens, nakatanggap si Newton ng isang puting imahe ng isang butas sa isang puting dingding sa halip na isang kulay na strip. Mga konklusyon ni Newton:- hindi binabago ng prisma ang liwanag, ngunit nabubulok lamang ito sa mga bahagi - ang mga light ray na naiiba sa kulay ay naiiba sa antas ng repraksyon; ang mga sinag ng violet ay pinakamalakas ang refracted, ang pulang ilaw ay hindi gaanong malakas ang refracted - pulang ilaw, na hindi gaanong na-refracted, ang may pinakamataas na bilis, at ang violet ang may pinakamababa, samakatuwid ang prism ay nabubulok ang liwanag. Ang pag-asa ng refractive index ng liwanag sa kulay nito ay tinatawag na dispersion.

Natuklasan:- ang isang prism ay nabubulok ng liwanag - ang puting liwanag ay kumplikado (composite) - ang mga sinag ng violet ay mas na-refracted kaysa sa pula. Ang kulay ng isang sinag ng liwanag ay tinutukoy ng dalas ng oscillation nito. Kapag lumilipat mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, nagbabago ang bilis ng liwanag at haba ng daluyong, ngunit ang dalas na tumutukoy sa kulay ay nananatiling pare-pareho. Ang mga hangganan ng mga hanay ng puting liwanag at mga bahagi nito ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang mga wavelength sa vacuum. Ang puting liwanag ay isang koleksyon ng mga wavelength mula 380 hanggang 760 nm.

Ticket 77.

Banayad na pagsipsip. Batas ni Bouguer

Ang pagsipsip ng liwanag sa isang sangkap ay nauugnay sa pag-convert ng enerhiya ng electromagnetic field ng wave sa thermal energy ng substance (o sa enerhiya ng pangalawang photoluminescent radiation). Ang batas ng light absorption (batas ni Bouguer) ay may anyo:

I=I 0 exp(- x),(1)

saan ako 0 , ako- intensity ng liwanag ng input (x=0) at lumabas mula sa katamtamang layer ng kapal X, - absorption coefficient, depende ito sa .

Para sa dielectrics  =10 -1  10 -5 m -1 , para sa mga metal =10 5  10 7 m -1 , samakatuwid ang mga metal ay malabo sa liwanag.

Pag-asa  ( ) nagpapaliwanag ng kulay ng mga katawan na sumisipsip. Halimbawa, ang salamin na sumisipsip ng maliit na pulang ilaw ay lilitaw na pula kapag naiilawan ng puting liwanag.

Pagkalat ng liwanag. Batas ni Rayleigh

Ang diffraction ng liwanag ay maaaring mangyari sa isang optically inhomogeneous medium, halimbawa, sa isang malabo na medium (usok, fog, maalikabok na hangin, atbp.). Diffracting sa inhomogeneities ng medium, ang mga light wave ay lumilikha ng pattern ng diffraction na nailalarawan sa pamamagitan ng medyo pare-parehong pamamahagi ng intensity sa lahat ng direksyon.

Ang ganitong diffraction sa pamamagitan ng maliliit na inhomogeneities ay tinatawag pagkalat ng liwanag.

Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod kung ang isang makitid na sinag ng sikat ng araw ay dumaan sa maalikabok na hangin, nakakalat sa mga particle ng alikabok at nagiging nakikita.

Kung ang mga sukat ng inhomogeneities ay maliit kumpara sa wavelength (hindi hihigit sa 0,1  ), pagkatapos ay ang nakakalat na intensity ng liwanag ay inversely proportional sa ika-apat na kapangyarihan ng wavelength, i.e.

ako rass ~ 1/  4 , (2)

ang relasyong ito ay tinatawag na batas ni Rayleigh.

Ang pagkalat ng liwanag ay naobserbahan din sa purong media na hindi naglalaman ng mga dayuhang particle. Halimbawa, maaari itong mangyari sa mga pagbabagu-bago (random deviations) ng density, anisotropy, o konsentrasyon. Ang ganitong pagkalat ay tinatawag na molekular. Ipinaliliwanag nito, halimbawa, ang asul na kulay ng langit. Sa katunayan, ayon sa (2), ang asul at asul na mga sinag ay nakakalat nang mas malakas kaysa sa pula at dilaw, dahil magkaroon ng mas maikling wavelength, kaya nagiging sanhi ng asul na kulay ng kalangitan.

Ticket 78.

Banayad na polariseysyon- isang hanay ng mga phenomena ng wave optics, kung saan ang transverse na katangian ng electromagnetic light waves ay ipinahayag. nakahalang alon- ang mga particle ng daluyan ay nag-oocillate sa mga direksyon na patayo sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon ( fig.1).

Fig.1 nakahalang alon

electromagnetic light wave polarized ang eroplano(linear polarization), kung ang mga direksyon ng oscillation ng mga vectors E at B ay mahigpit na naayos at namamalagi sa ilang mga eroplano ( fig.1). Ang isang plane polarized light wave ay tinatawag polarized ang eroplano(linearly polarized) na ilaw. hindi polarized(natural) wave - isang electromagnetic light wave kung saan ang mga direksyon ng oscillation ng mga vectors E at B sa wave na ito ay maaaring nasa anumang mga eroplano na patayo sa velocity vector v. hindi polarized na liwanag- mga light wave, kung saan ang mga direksyon ng oscillations ng mga vectors E at B ay random na nagbabago upang ang lahat ng mga direksyon ng oscillations sa mga eroplano na patayo sa sinag ng wave propagation ay pantay na posibilidad ( fig.2).

Fig.2 hindi polarized na liwanag

polarized waves- kung saan ang mga direksyon ng mga vectors E at B ay nananatiling hindi nagbabago sa espasyo o nagbabago ayon sa isang tiyak na batas. Radiation, kung saan random na nagbabago ang direksyon ng vector E - hindi polarized. Ang isang halimbawa ng naturang radiation ay maaaring thermal radiation (randomly distributed atoms at electron). Plano ng polariseysyon- ito ay isang eroplanong patayo sa direksyon ng oscillation ng vector E. Ang pangunahing mekanismo para sa paglitaw ng polarized radiation ay ang scattering ng radiation sa pamamagitan ng mga electron, atoms, molecules, at dust particle.

1.2. Mga uri ng polariseysyon Mayroong tatlong uri ng polariseysyon. Tukuyin natin ang mga ito. 1. Linear Nangyayari kung napanatili ng electric vector E ang posisyon nito sa kalawakan. Ito ay uri ng highlights ang eroplano kung saan ang vector E oscillates. 2. Pabilog Ito ang polarization na nangyayari kapag ang electric vector E ay umiikot sa direksyon ng wave propagation na may angular velocity na katumbas ng angular frequency ng wave, habang pinapanatili ang absolute value nito. Ang polariseysyon na ito ay nagpapakilala sa direksyon ng pag-ikot ng vector E sa eroplano na patayo sa linya ng paningin. Ang isang halimbawa ay cyclotron radiation (isang sistema ng mga electron na umiikot sa isang magnetic field). 3. Elliptical Nangyayari kapag nagbabago ang laki ng electric vector E kaya naglalarawan ito ng ellipse (pag-ikot ng vector E). Ang elliptical at circular polarization ay tama (ang pag-ikot ng vector E ay nangyayari sa clockwise, kung titingnan mo ang propagating wave) at kaliwa (ang pag-ikot ng vector E ay nangyayari counterclockwise, kung titingnan mo ang propagating wave).

Sa katunayan, ang pinakakaraniwan bahagyang polariseysyon (bahagyang polarized electromagnetic waves). Sa dami, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na dami na tinatawag antas ng polariseysyon R, na tinukoy bilang: P = (Imax - Imin) / (Imax + Imin) saan Imax,imin- ang pinakamataas at pinakamababang electromagnetic energy flux density sa pamamagitan ng analyzer (Polaroid, Nicol prism...). Sa pagsasagawa, ang radiation polarization ay kadalasang inilalarawan ng mga parameter ng Stokes (natutukoy ang mga flux ng radiation na may isang partikular na direksyon ng polarization).

Ticket 79.

Kung ang natural na ilaw ay nahuhulog sa interface sa pagitan ng dalawang dielectrics (halimbawa, hangin at salamin), kung gayon ang bahagi nito ay makikita, at ang bahagi ay na-refracted at nagpapalaganap sa pangalawang daluyan. Sa pamamagitan ng paglalagay ng analyzer (halimbawa, tourmaline) sa landas ng reflected at refracted beam, tinitiyak namin na ang reflected at refracted beam ay bahagyang polarized: kapag ang analyzer ay pinaikot sa paligid ng mga beam, pana-panahong tumataas at bumababa ang intensity ng liwanag ( Ang kumpletong pagkalipol ay hindi sinusunod!). Ang mga karagdagang pag-aaral ay nagpakita na sa reflected beam, ang mga oscillations na patayo sa plane of incidence ay nananaig (sa Fig. 275 sila ay ipinahiwatig ng mga tuldok), sa refracted beam - oscillations parallel sa plane of incidence (ipinapakita ng mga arrow).

Ang antas ng polariseysyon (ang antas ng paghihiwalay ng mga light wave na may isang tiyak na oryentasyon ng electric (at magnetic) vector) ay nakasalalay sa anggulo ng saklaw ng mga sinag at ang refractive index. Scottish physicist D. Brewster(1781-1868) itinatag batas, ayon sa kung saan sa anggulo ng saklaw i B (Brewster angle), tinukoy ng kaugnayan

(n 21 - refractive index ng pangalawang daluyan na nauugnay sa una), ang reflected beam ay plane polarized(naglalaman lamang ng mga oscillation na patayo sa plane of incidence) (Fig. 276). Ang refracted beam sa anggulo ng saklawi B polarized sa maximum, ngunit hindi ganap.

Kung ang liwanag ay insidente sa interface sa anggulo ng Brewster, kung gayon ang mga sinasalamin at refracted na sinag kapwa patayo(tg i B=kasalanan i B/cos i b, n 21 = kasalanan i B / kasalanan i 2 (i 2 - anggulo ng repraksyon), kung saan cos i B=kasalanan i 2). Kaya naman, i B + i 2 =  /2, ngunit i’ B= i B (batas ng pagmuni-muni), kaya i’ B+ i 2 =  /2.

Ang antas ng polariseysyon ng sinasalamin at refracted na liwanag sa iba't ibang mga anggulo ng saklaw ay maaaring kalkulahin mula sa mga equation ni Maxwell, kung isasaalang-alang natin ang mga kondisyon ng hangganan para sa electromagnetic field sa interface sa pagitan ng dalawang isotropic dielectrics (ang tinatawag na Mga formula ng Fresnel).

Ang antas ng polariseysyon ng refracted na ilaw ay maaaring makabuluhang tumaas (sa pamamagitan ng paulit-ulit na repraksyon, sa kondisyon na ang liwanag ay bumabagsak sa bawat oras sa interface sa anggulo ng Brewster). Kung, halimbawa, para sa salamin ( n= 1.53), ang antas ng polarization ng refracted beam ay 15%, pagkatapos pagkatapos ng repraksyon ng 8-10 glass plate na nakapatong sa isa't isa, ang liwanag na lumalabas mula sa naturang sistema ay halos ganap na polarized. Ang hanay ng mga plato na ito ay tinatawag na paa. Ang paa ay maaaring gamitin upang pag-aralan ang polarized na ilaw kapwa sa repleksyon nito at sa repraksyon nito.

Ticket 79 (para sa spur)

Tulad ng ipinapakita ng karanasan, sa panahon ng repraksyon at pagmuni-muni ng liwanag, ang na-refracted at naka-reflect na liwanag ay lumalabas na polarized, at ang pagmuni-muni. ang liwanag ay maaaring ganap na polarized sa isang tiyak na anggulo ng saklaw, ngunit Ang ilaw ay palaging bahagyang polarized. Batay sa mga formula ni Frinel, maipapakita na ang sumasalamin. Ang ilaw ay polarized sa isang eroplanong patayo sa eroplano ng saklaw, at repraksyon. ang ilaw ay polarized sa isang eroplanong parallel sa plane of incidence.

Ang anggulo ng saklaw kung saan ang pagmuni-muni Ang ilaw ay ganap na polarized ay tinatawag na Brewster's angle. Ang anggulo ng Brewster ay tinutukoy mula sa batas ng Brewster: -Brewster's law. Sa kasong ito, ang anggulo sa pagitan ng reflection. at masira. magiging pantay ang mga sinag. Para sa isang air-glass system, ang anggulo ng Brewster ay pantay. Upang makakuha ng magandang polarization, i.e. , kapag ang ilaw ay na-refracted, maraming sirang ibabaw ang ginagamit, na tinatawag na Stoletov's Foot.

Ticket 80.

Ipinakikita ng karanasan na sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng liwanag sa bagay, ang pangunahing aksyon (physiological, photochemical, photoelectric, atbp.) Ay sanhi ng mga oscillations ng vector, na kung minsan ay tinatawag na light vector sa koneksyon na ito. Samakatuwid, upang ilarawan ang mga pattern ng light polarization, ang pag-uugali ng vector ay sinusubaybayan.

Ang eroplano na nabuo ng mga vector at tinatawag na eroplano ng polariseysyon.

Kung ang mga oscillations ng vector ay nangyayari sa isang nakapirming eroplano, kung gayon ang naturang liwanag (beam) ay tinatawag na linearly polarized. Ito ay arbitraryong itinalaga bilang mga sumusunod. Kung ang sinag ay polarized sa isang patayo na eroplano (sa eroplano xz, tingnan ang fig. 2 sa pangalawang panayam), pagkatapos ito ay tinutukoy.

Ang natural na liwanag (mula sa mga ordinaryong pinagmumulan, ang araw) ay binubuo ng mga alon na may iba't ibang, random na ipinamamahagi na mga eroplano ng polariseysyon (tingnan ang Fig. 3).

Ang natural na liwanag ay minsan ay karaniwang tinutukoy bilang ito. Tinatawag din itong non-polarized.

Kung sa panahon ng pagpapalaganap ng alon ang vector ay umiikot at sa parehong oras ang dulo ng vector ay naglalarawan ng isang bilog, kung gayon ang naturang ilaw ay tinatawag na circularly polarized, at ang polariseysyon ay pabilog o pabilog (kanan o kaliwa). Mayroon ding elliptical polarization.

Mayroong mga optical device (mga pelikula, mga plato, atbp.) - mga polarizer, na naglalabas ng linearly polarized na liwanag o bahagyang polarized na liwanag mula sa natural na liwanag.

Ang mga polarizer na ginamit upang pag-aralan ang polarisasyon ng liwanag ay tinatawag mga analyzer.

Ang eroplano ng polarizer (o analyzer) ay ang plane ng polarization ng liwanag na ipinadala ng polarizer (o analyzer).

Hayaang ang isang polarizer (o analyzer) ay insidente na may linearly polarized na ilaw na may amplitude E 0 . Ang amplitude ng ipinadalang ilaw ay magiging E=E 0 cos j, at ang intensity I=I 0 dahil 2 j.

Ang formula na ito ay nagpapahayag Batas ni Malus:

Ang intensity ng linearly polarized light na dumadaan sa analyzer ay proporsyonal sa parisukat ng cosine ng anggulo j sa pagitan ng eroplano ng mga oscillations ng liwanag ng insidente at ng eroplano ng analyzer.

Ticket 80 (para sa spurs)

Ang mga polarizer ay mga device na ginagawang posible na makakuha ng polarized na liwanag. Ang mga analyzer ay mga device kung saan maaari mong pag-aralan kung ang liwanag ay polarized o hindi. Sa istruktura, ang isang polarizer at isang analyzer ay pareho. at ang lahat ng mga direksyon ng vector E ay pantay na posibilidad. Ang bawat isa Ang vector ay maaaring mabulok sa dalawang magkabilang patayo na bahagi: ang isa ay parallel sa polarization plane ng polarizer, at ang isa ay patayo dito.

Malinaw, ang intensity ng liwanag na umaalis sa polarizer ay magiging pantay. Let us decate the intensity of the light leaving the polarizer by (). ang pangunahing eroplano ng polarizer, kung gayon ang intensity ng liwanag na umaalis sa analyzer ay tinutukoy ng batas.

Ticket 81.

Ang pag-aaral ng luminescence ng isang solusyon ng uranium salts sa ilalim ng pagkilos ng -rays of radium, ang Soviet physicist na si P. A. Cherenkov ay nakakuha ng pansin sa katotohanan na ang tubig mismo ay kumikinang, kung saan walang mga uranium salts. Ito ay lumabas na kapag ang mga sinag (tingnan ang Gamma radiation) ay dumaan sa mga purong likido, lahat sila ay nagsisimulang kumikinang. S. I. Vavilov, sa ilalim ng direksyon kung saan nagtrabaho si P. A. Cherenkov, ay nag-hypothesize na ang glow ay nauugnay sa paggalaw ng mga electron na na-knock out ng radium quanta mula sa mga atomo. Sa katunayan, ang glow ay lubos na nakadepende sa direksyon ng magnetic field sa likido (iminungkahi nito na ang sanhi nito ay ang paggalaw ng mga electron).

Ngunit bakit ang mga electron na gumagalaw sa isang likido ay naglalabas ng liwanag? Ang tamang sagot sa tanong na ito ay ibinigay noong 1937 ng mga physicist ng Sobyet na sina I. E. Tamm at I. M. Frank.

Ang isang elektron, na gumagalaw sa isang sangkap, ay nakikipag-ugnayan sa mga nakapaligid na atomo. Sa ilalim ng pagkilos ng electric field nito, ang mga atomic electron at nuclei ay inilipat sa magkasalungat na direksyon - ang daluyan ay polarized. Polarizing at pagkatapos ay bumalik sa paunang estado, ang mga atomo ng medium na matatagpuan sa kahabaan ng tilapon ng electron ay naglalabas ng mga electromagnetic light wave. Kung ang bilis ng elektron v ay mas mababa kaysa sa bilis ng pagpapalaganap ng liwanag sa daluyan (- refractive index), kung gayon ang electromagnetic field ay aabutan ang electron, at ang sangkap ay magkakaroon ng oras na mag-polarize sa espasyo sa unahan ng electron. Ang polariseysyon ng daluyan sa harap ng elektron at sa likod nito ay kabaligtaran sa direksyon, at ang mga radiation ng magkasalungat na polarized na mga atomo, "pagdaragdag", "pinapatay" ang bawat isa. Kapag ang mga atomo, kung saan hindi pa naaabot ng elektron, ay walang oras na mag-polarize, at lumilitaw ang radiation, na nakadirekta sa isang makitid na conical layer na may vertex na tumutugma sa gumagalaw na elektron, at isang anggulo sa vertex c. Ang hitsura ng isang liwanag na "kono" at ang kondisyon ng radiation ay maaaring makuha mula sa mga pangkalahatang prinsipyo ng pagpapalaganap ng alon.

kanin. 1. Mekanismo ng wave front formation

Hayaang gumalaw ang isang elektron sa axis OE (tingnan ang Fig. 1) ng isang napakakitid na walang laman na channel sa isang homogenous na transparent na substance na may refractive index (kailangan ang isang walang laman na channel upang hindi isaalang-alang ang mga banggaan ng isang electron na may mga atomo sa isang teoretikal na pagsasaalang-alang). Anumang punto sa linya ng OE na sunud-sunod na inookupahan ng isang electron ang magiging sentro ng paglabas ng liwanag. Ang mga alon na nagmumula sa sunud-sunod na mga punto O, D, E ay nakakasagabal sa isa't isa at pinalalakas kung ang pagkakaiba sa pagitan ng mga ito ay zero (tingnan ang Interference). Ang kundisyong ito ay nasiyahan para sa direksyon na gumagawa ng isang anggulo ng 0 sa tilapon ng elektron. Ang anggulo 0 ay tinutukoy ng ratio:.

Sa katunayan, isaalang-alang ang dalawang alon na ibinubuga sa direksyon sa isang anggulo ng 0 hanggang sa bilis ng elektron mula sa dalawang punto ng trajectory - point O at point D, na pinaghihiwalay ng isang distansya . Sa punto B, nakahiga sa tuwid na linya BE, patayo sa OB, ang unang alon sa - sa oras Upang ituro F, nakahiga sa tuwid na linya BE, ang alon na ibinubuga mula sa punto ay darating sa oras na sandali pagkatapos ng paglabas ng wave mula sa point O. Ang dalawang wave na ito ay magiging in phase, ibig sabihin, ang tuwid na linya ay magiging wave front kung ang mga oras na ito ay pantay:. Na bilang isang kondisyon ng pagkakapantay-pantay ng mga panahon ay nagbibigay. Sa lahat ng direksyon, kung saan, ang liwanag ay papatayin dahil sa interference ng mga alon na ibinubuga mula sa mga seksyon ng trajectory na pinaghihiwalay ng isang distansya D. Ang halaga ng D ay tinutukoy ng isang malinaw na equation, kung saan ang T ay ang panahon ng light oscillations. Ang equation na ito ay laging may solusyon kung.

Kung , kung gayon ang direksyon kung saan ang mga radiated waves, interfering, amplify ay hindi umiiral, ay hindi maaaring mas malaki sa 1.

kanin. 2. Pamamahagi ng mga sound wave at pagbuo ng isang shock wave sa panahon ng paggalaw ng katawan

Ang radyasyon ay sinusunod lamang kung .

Sa eksperimento, lumilipad ang mga electron sa isang may hangganang solidong anggulo, na may tiyak na pagkalat sa mga bilis, at bilang resulta, ang radiation ay kumakalat sa isang conical na layer malapit sa pangunahing direksyon na tinutukoy ng anggulo .

Sa aming pagsasaalang-alang, napabayaan namin ang pagbabawas ng bilis ng elektron. Ito ay lubos na katanggap-tanggap, dahil ang mga pagkalugi dahil sa Vavilov-Cherenkov radiation ay maliit at, sa unang pagtataya, maaari nating ipagpalagay na ang enerhiya na nawala ng elektron ay hindi nakakaapekto sa bilis nito at ito ay gumagalaw nang pantay. Ito ang pangunahing pagkakaiba at hindi pangkaraniwan ng radiation ng Vavilov-Cherenkov. Karaniwang nagliliwanag ang mga singil, na nakakaranas ng makabuluhang acceleration.

Ang isang elektron na lumalampas sa sarili nitong liwanag ay parang isang eroplano na lumilipad sa bilis na mas mataas kaysa sa bilis ng tunog. Sa kasong ito, ang isang conical shock wave ay kumakalat din sa harap ng sasakyang panghimpapawid (tingnan ang Fig. 2).

Ang repraksyon ay tinatawag na isang tiyak na abstract na numero na nagpapakilala sa kapangyarihan ng repraktibo ng anumang transparent na daluyan. Nakaugalian na itong italaga n. Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng absolute refractive index at ng relative coefficient.

Ang una ay kinakalkula gamit ang isa sa dalawang formula:

n = sin α / sin β = const (kung saan ang sin α ay ang sine ng anggulo ng saklaw, at ang sin β ay ang sine ng sinag ng liwanag na pumapasok sa medium na isinasaalang-alang mula sa walang bisa)

n = c / υ λ (kung saan ang c ay ang bilis ng liwanag sa isang vacuum, υ λ ay ang bilis ng liwanag sa medium na pinag-aaralan).

Dito, ipinapakita ng pagkalkula kung gaano karaming beses binago ng liwanag ang bilis ng pagpapalaganap nito sa sandali ng paglipat mula sa vacuum patungo sa isang transparent na daluyan. Sa ganitong paraan, natutukoy ang refractive index (absolute). Upang malaman ang kamag-anak, gamitin ang formula:

Iyon ay, ang ganap na mga indeks ng repraktibo ng mga sangkap na may iba't ibang densidad, tulad ng hangin at salamin, ay isinasaalang-alang.

Sa pangkalahatan, ang mga ganap na koepisyent ng anumang mga katawan, maging gas, likido o solid, ay palaging mas malaki kaysa sa 1. Karaniwan, ang kanilang mga halaga ay mula 1 hanggang 2. Ang halagang ito ay maaaring higit sa 2 lamang sa mga pambihirang kaso. Ang halaga ng parameter na ito para sa ilang kapaligiran:

Ang halagang ito, kapag inilapat sa pinakamahirap na natural na substansiya sa planeta, ang brilyante, ay 2.42. Kadalasan, kapag nagsasagawa ng siyentipikong pananaliksik, atbp., kinakailangang malaman ang refractive index ng tubig. Ang parameter na ito ay 1.334.

Dahil ang wavelength ay isang indicator, siyempre, hindi pare-pareho, ang isang index ay itinalaga sa titik n. Nakakatulong ang value nito na maunawaan kung aling wave ng spectrum ang tinutukoy ng coefficient na ito. Kapag isinasaalang-alang ang parehong sangkap, ngunit sa pagtaas ng wavelength ng liwanag, ang refractive index ay bababa. Ang pangyayaring ito ay naging sanhi ng pagkabulok ng liwanag sa isang spectrum kapag dumadaan sa isang lens, prism, atbp.

Sa pamamagitan ng halaga ng refractive index, maaari mong matukoy, halimbawa, kung gaano karami ng isang sangkap ang natunaw sa isa pa. Ito ay kapaki-pakinabang, halimbawa, sa paggawa ng serbesa o kapag kailangan mong malaman ang konsentrasyon ng asukal, prutas o berry sa juice. Ang tagapagpahiwatig na ito ay mahalaga din sa pagtukoy ng kalidad ng mga produktong petrolyo, at sa alahas, kapag kinakailangan upang patunayan ang pagiging tunay ng isang bato, atbp.

Kung walang paggamit ng anumang sangkap, ang sukat na makikita sa eyepiece ng instrumento ay magiging ganap na asul. Kung ihulog mo ang ordinaryong distilled water sa isang prisma, na may tamang pagkakalibrate ng instrumento, ang hangganan ng asul at puting mga kulay ay mahigpit na dadaan sa kahabaan ng zero mark. Kapag sinusuri ang isa pang substansiya, lilipat ito sa sukat ayon sa kung anong refractive index mayroon ito.

Banayad na pagpapakalat ay ang pag-asa ng refractive index n mga sangkap sa wavelength ng liwanag (sa isang vacuum)

o, na pareho, ang dependence ng phase velocity ng light waves sa frequency:

pagpapakalat ng sangkap tinatawag na derivative ng n sa

Dispersion - ang pag-asa ng refractive index ng isang substance sa dalas ng wave - ay nagpapakita ng sarili lalo na maliwanag at maganda kasama ang epekto ng birefringence (tingnan ang Video 6.6 sa nakaraang talata), na sinusunod kapag ang liwanag ay dumaan sa mga anisotropic substance. Ang katotohanan ay ang mga refractive index ng ordinaryong at pambihirang mga alon ay nakadepende nang iba sa dalas ng alon. Bilang resulta, ang kulay (dalas) ng liwanag na ipinadala sa pamamagitan ng isang anisotropic substance na inilagay sa pagitan ng dalawang polarizer ay depende sa kapal ng layer ng substance na ito at sa anggulo sa pagitan ng transmission plane ng mga polarizer.

Para sa lahat ng mga transparent na walang kulay na sangkap sa nakikitang bahagi ng spectrum, na may pagbaba ng wavelength, tumataas ang refractive index, iyon ay, negatibo ang dispersion ng substance:. (fig. 6.7, mga lugar 1-2, 3-4)

Kung ang isang sangkap ay sumisipsip ng liwanag sa isang tiyak na hanay ng mga wavelength (mga frequency), pagkatapos ay sa rehiyon ng pagsipsip ang pagpapakalat

lumalabas na positibo at tinatawag maanomalya (Larawan 6.7, lugar 2–3).

kanin. 6.7. Ang pag-asa ng parisukat ng refractive index (solid curve) at ang koepisyent ng pagsipsip ng liwanag ng isang sangkap
(dashed curve) sa wavelengthlmalapit sa isa sa mga banda ng pagsipsip()

Nag-aral din si Newton ng normal na pagpapakalat. Ang pagkabulok ng puting liwanag sa isang spectrum kapag dumadaan sa isang prisma ay bunga ng pagpapakalat ng liwanag. Kapag ang isang sinag ng puting liwanag ay dumaan sa isang glass prism, a makulay na spectrum (Larawan 6.8).

kanin. 6.8. Ang pagpasa ng puting liwanag sa pamamagitan ng isang prisma: dahil sa pagkakaiba sa refractive index ng salamin para sa iba't ibang
wavelength, ang sinag ay nabubulok sa mga monochromatic na bahagi - lumilitaw ang isang spectrum sa screen

Ang pulang ilaw ay may pinakamahabang wavelength at pinakamababang refractive index, kaya ang mga pulang sinag ay pinalihis ng prisma na mas mababa kaysa sa iba. Sa tabi nila ay may mga sinag ng orange, pagkatapos ay dilaw, berde, asul, asul, at panghuli ay lilang liwanag. Ang kumplikadong insidente ng puting liwanag sa prisma ay nabulok sa mga monochromatic na bahagi (spectrum).

Ang isang pangunahing halimbawa ng pagpapakalat ay ang bahaghari. Ang isang bahaghari ay sinusunod kung ang araw ay nasa likod ng nagmamasid. Ang mga red at violet ray ay na-refracted ng spherical water droplets at makikita mula sa kanilang panloob na ibabaw. Ang mga pulang sinag ay mas mababa ang repraksyon at nahuhulog sa mata ng nagmamasid mula sa mga patak sa mas mataas na taas. Samakatuwid, ang itaas na banda ng bahaghari ay palaging nagiging pula (Larawan 26.8).

kanin. 6.9. Ang hitsura ng bahaghari

Gamit ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag, posibleng kalkulahin ang landas ng mga sinag ng liwanag na may kabuuang pagmuni-muni at pagpapakalat sa mga patak ng ulan. Lumalabas na ang mga sinag ay nakakalat na may pinakamalaking intensity sa direksyon na bumubuo ng isang anggulo na humigit-kumulang 42 ° sa direksyon ng mga sinag ng araw (Larawan 6.10).

kanin. 6.10. lokasyon ng bahaghari

Ang locus ng naturang mga punto ay isang bilog na nakasentro sa punto 0. Ang bahagi nito ay nakatago sa nagmamasid R sa ibaba ng abot-tanaw, ang arko sa itaas ng abot-tanaw ay ang nakikitang bahaghari. Posible rin ang dobleng pagmuni-muni ng mga sinag sa mga patak ng ulan, na nagreresulta sa isang pangalawang-order na bahaghari, ang liwanag nito, natural, ay mas mababa kaysa sa liwanag ng pangunahing bahaghari. Para sa kanya, ang teorya ay nagbibigay ng isang anggulo 51 °, iyon ay, ang pangalawang-order na bahaghari ay nasa labas ng pangunahing. Sa loob nito, ang pagkakasunud-sunod ng mga kulay ay baligtad: ang panlabas na arko ay kulay lila, at ang ibabang arko ay pula. Ang mga bahaghari ng ikatlo at mas mataas na mga order ay bihirang sinusunod.

Elementarya na teorya ng pagpapakalat. Ang pag-asa ng refractive index ng isang sangkap sa haba ng isang electromagnetic wave (frequency) ay ipinaliwanag sa batayan ng teorya ng sapilitang mga oscillations. Sa mahigpit na pagsasalita, ang paggalaw ng mga electron sa isang atom (molekula) ay sumusunod sa mga batas ng quantum mechanics. Gayunpaman, para sa isang husay na pag-unawa sa optical phenomena, ang isa ay maaaring ikulong ang sarili sa konsepto ng mga electron na nakagapos sa isang atom (molekula) ng isang nababanat na puwersa. Kapag lumihis mula sa posisyon ng balanse, ang mga naturang electron ay nagsisimulang mag-oscillate, unti-unting nawawalan ng enerhiya sa radiation ng mga electromagnetic wave o paglilipat ng kanilang enerhiya sa mga node ng sala-sala at pag-init ng sangkap. Bilang resulta nito, ang mga oscillation ay mapapalamig.

Kapag dumadaan sa bagay, kumikilos ang isang electromagnetic wave sa bawat elektron na may puwersang Lorentz:

saan v- ang bilis ng isang oscillating electron. Sa isang electromagnetic wave, ang ratio ng mga lakas ng magnetic at electric field ay

Samakatuwid, hindi mahirap tantiyahin ang ratio ng mga electric at magnetic na puwersa na kumikilos sa isang elektron:

Ang mga electron sa bagay ay gumagalaw sa bilis na mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa vacuum:

saan - ang amplitude ng lakas ng electric field sa light wave, - ang phase ng wave, na tinutukoy ng posisyon ng itinuturing na electron. Upang gawing simple ang mga kalkulasyon, pinababayaan namin ang pamamasa at isulat ang equation ng paggalaw ng elektron sa anyo

kung saan, ay ang natural na dalas ng mga oscillation ng isang electron sa isang atom. Napag-isipan na namin ang solusyon ng naturang kaugalian na hindi magkakatulad na equation nang mas maaga at nakuha

Samakatuwid, ang displacement ng electron mula sa posisyon ng balanse ay proporsyonal sa lakas ng electric field. Ang mga displacement ng nuclei mula sa posisyon ng ekwilibriyo ay maaaring mapabayaan, dahil ang mga masa ng nuclei ay napakalaki kumpara sa masa ng elektron.

Ang isang atom na may isang displaced electron ay nakakakuha ng isang dipole moment

(para sa pagiging simple, ipagpalagay natin sa ngayon na mayroon lamang isang "optical" na elektron sa atom, ang pag-aalis nito ay gumagawa ng isang mapagpasyang kontribusyon sa polariseysyon). Kung ang dami ng yunit ay naglalaman ng N atoms, kung gayon ang polariseysyon ng medium (dipole moment per unit volume) ay maaaring isulat bilang

Sa totoong media, ang iba't ibang uri ng charge oscillations (mga grupo ng mga electron o ions) ay posible, na nag-aambag sa polariseysyon. Ang mga uri ng vibrations na ito ay maaaring magkaroon ng iba't ibang halaga ng singil e i at ang masa t ako, pati na rin ang iba't ibang natural na frequency (ipahiwatig natin ang mga ito sa pamamagitan ng index k), ang bilang ng mga atom sa bawat dami ng yunit na may partikular na uri ng vibration Nk proporsyonal sa konsentrasyon ng mga atomo N:

Salik na walang sukat na proporsyonalidad f k nailalarawan ang epektibong kontribusyon ng bawat uri ng mga oscillation sa kabuuang halaga ng medium polarization:

Sa kabilang banda, tulad ng nalalaman,

kung saan ay ang dielectric pagkamaramdamin ng sangkap, na kung saan ay may kaugnayan sa dielectric pare-pareho e ratio

Bilang resulta, nakakakuha kami ng isang expression para sa parisukat ng refractive index ng isang sangkap:

Malapit sa bawat isa sa mga natural na frequency, ang function na tinukoy ng formula (6.24) ay dumaranas ng discontinuity. Ang pag-uugali na ito ng refractive index ay dahil sa katotohanan na napabayaan natin ang pagpapalambing. Katulad nito, tulad ng nakita natin kanina, ang pagpapabaya sa pamamasa ay humahantong sa isang walang katapusang pagtaas sa amplitude ng sapilitang mga oscillations sa resonance. Ang allowance para sa damping ay nagliligtas sa amin mula sa mga infinity, at ang function ay may form na ipinapakita sa Fig. 6.11.

kanin. 6.11. Ang pagtitiwala ng dielectric na pare-pareho ng daluyansa dalas ng electromagnetic wave

Isinasaalang-alang ang kaugnayan ng dalas sa haba ng isang electromagnetic wave sa vacuum

maaari mong makuha ang pagtitiwala ng refractive index ng sangkap P sa wavelength sa rehiyon ng normal na pagpapakalat (mga seksyon 1–2 at 3–4 sa fig. 6.7):

Ang mga wavelength na tumutugma sa natural na mga frequency ng oscillation ay pare-pareho ang mga coefficient.

Sa rehiyon ng anomalyang pagpapakalat (), ang dalas ng panlabas na electromagnetic field ay malapit sa isa sa mga natural na frequency ng mga oscillations ng molecular dipoles, iyon ay, nangyayari ang isang resonance. Nasa mga lugar na ito (halimbawa, seksyon 2–3 sa Fig. 6.7) na ang makabuluhang pagsipsip ng mga electromagnetic wave ay sinusunod; ang absorption coefficient ng liwanag ng substance ay ipinapakita ng dashed line sa Fig. 6.7.

Ang konsepto ng bilis ng pangkat. Ang konsepto ng bilis ng pangkat ay malapit na nauugnay sa hindi pangkaraniwang bagay ng pagpapakalat. Kapag nagpapalaganap sa isang daluyan na may pagpapakalat ng mga tunay na electromagnetic pulse, halimbawa, ang mga tren ng mga alon na kilala sa amin na ibinubuga ng mga indibidwal na atomic emitters, ang kanilang "pagkalat" ay nangyayari - pagpapalawak ng lawak sa espasyo at tagal sa oras. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang naturang mga pulso ay hindi isang monochromatic sinusoidal wave, ngunit isang tinatawag na wave packet, o isang grupo ng mga wave - isang hanay ng mga harmonic na sangkap na may iba't ibang mga frequency at iba't ibang mga amplitude, na ang bawat isa ay kumakalat sa isang daluyan na may sarili nitong bilis ng phase (6.13).

Kung ang wave packet ay dumami sa vacuum, ang hugis at space-time extension nito ay mananatiling hindi nagbabago, at ang propagation velocity ng naturang tren ng waves ay ang phase velocity ng liwanag sa vacuum.

Dahil sa pagkakaroon ng dispersion, ang pagtitiwala ng dalas ng isang electromagnetic wave sa numero ng alon k nagiging non-linear, at ang propagation velocity ng wave train sa medium, iyon ay, ang energy transfer rate, ay tinutukoy ng derivative

nasaan ang wave number para sa "central" wave sa tren (na may pinakamataas na amplitude).

Hindi namin kukunin ang formula na ito sa isang pangkalahatang anyo, ngunit ipapaliwanag namin ang pisikal na kahulugan nito gamit ang isang partikular na halimbawa. Bilang isang modelo ng wave packet, kukuha kami ng signal na binubuo ng dalawang plane wave na kumakalat sa parehong direksyon na may parehong mga amplitude at initial phase , ngunit ang pagkakaiba sa mga frequency ay inilipat kaugnay sa "central" frequency ng maliit na halaga . Ang kaukulang mga numero ng wave ay inilipat kaugnay sa "gitnang" wave number sa maliit na halaga . Ang mga alon na ito ay inilalarawan sa pamamagitan ng mga ekspresyon.

Ang mga proseso na nauugnay sa liwanag ay isang mahalagang bahagi ng pisika at nakapaligid sa atin saanman sa ating pang-araw-araw na buhay. Ang pinakamahalaga sa sitwasyong ito ay ang mga batas ng pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag, kung saan nakabatay ang modernong optika. Ang repraksyon ng liwanag ay isang mahalagang bahagi ng modernong agham.

Epekto ng pagbaluktot

Sasabihin sa iyo ng artikulong ito kung ano ang hindi pangkaraniwang bagay ng light refraction, pati na rin kung ano ang hitsura ng batas ng repraksyon at kung ano ang sumusunod mula dito.

Mga batayan ng isang pisikal na kababalaghan

Kapag ang isang sinag ay nahulog sa ibabaw na pinaghihiwalay ng dalawang transparent na substance na may magkaibang optical density (halimbawa, magkaibang baso o sa tubig), ang ilan sa mga sinag ay makikita, at ang ilan ay tatagos sa pangalawang istraktura (halimbawa, ito ay magpapalaganap sa tubig o baso). Kapag dumadaan mula sa isang daluyan patungo sa isa pa, ang sinag ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabago sa direksyon nito. Ito ang phenomenon ng light refraction.
Ang repleksiyon at repraksyon ng liwanag ay makikita lalo na sa tubig.

epekto ng pagbaluktot ng tubig

Sa pagtingin sa mga bagay sa tubig, tila baluktot ang mga ito. Ito ay lalong kapansin-pansin sa hangganan sa pagitan ng hangin at tubig. Sa paningin, tila ang mga bagay sa ilalim ng tubig ay bahagyang nalihis. Ang inilarawan na pisikal na kababalaghan ay tiyak na dahilan kung bakit ang lahat ng mga bagay ay tila baluktot sa tubig. Kapag tumama ang sinag sa salamin, hindi gaanong kapansin-pansin ang epektong ito.
Ang repraksyon ng liwanag ay isang pisikal na kababalaghan, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbabago sa direksyon ng solar beam sa sandali ng paglipat mula sa isang daluyan (istraktura) patungo sa isa pa.
Upang mapabuti ang pag-unawa sa prosesong ito, isaalang-alang ang halimbawa ng isang sinag na bumabagsak mula sa hangin patungo sa tubig (katulad din para sa salamin). Sa pamamagitan ng pagguhit ng isang patayo sa kahabaan ng interface, ang anggulo ng repraksyon at pagbabalik ng light beam ay maaaring masukat. Ang indicator na ito (ang anggulo ng repraksyon) ay magbabago kapag ang daloy ay tumagos sa tubig (sa loob ng salamin).
Tandaan! Ang parameter na ito ay nauunawaan bilang anggulo na bumubuo ng isang patayo na iginuhit sa paghihiwalay ng dalawang sangkap kapag ang sinag ay tumagos mula sa unang istraktura hanggang sa pangalawa.

daanan ng sinag

Ang parehong tagapagpahiwatig ay karaniwan para sa iba pang mga kapaligiran. Ito ay itinatag na ang tagapagpahiwatig na ito ay nakasalalay sa density ng sangkap. Kung ang sinag ay insidente mula sa isang hindi gaanong siksik hanggang sa isang mas siksik na istraktura, kung gayon ang anggulo ng pagbaluktot na nilikha ay magiging mas malaki. At kung kabaligtaran, kung gayon mas kaunti.
Kasabay nito, ang pagbabago sa slope ng taglagas ay makakaapekto rin sa indicator na ito. Ngunit ang relasyon sa pagitan nila ay hindi nananatiling pare-pareho. Kasabay nito, ang ratio ng kanilang mga sine ay mananatiling pare-pareho, na ipinapakita ng sumusunod na formula: sinα / sinγ = n, kung saan:

• n ay isang pare-parehong halaga na inilalarawan para sa bawat partikular na sangkap (hangin, baso, tubig, atbp.). Samakatuwid, kung ano ang magiging halaga na ito ay maaaring matukoy mula sa mga espesyal na talahanayan;
• α ay ang anggulo ng saklaw;
• Ang γ ay ang anggulo ng repraksyon.

Upang matukoy ang pisikal na kababalaghan na ito, nilikha ang batas ng repraksyon.

pisikal na batas

Ang batas ng repraksyon ng mga light flux ay nagpapahintulot sa iyo na matukoy ang mga katangian ng mga transparent na sangkap. Ang batas mismo ay binubuo ng dalawang probisyon:

• Unang parte. Ang sinag (insidente, binago) at ang patayo, na naibalik sa punto ng insidente sa hangganan, halimbawa, hangin at tubig (salamin, atbp.), ay matatagpuan sa parehong eroplano;
• ikalawang bahagi. Ang tagapagpahiwatig ng ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa sine ng parehong anggulo na nabuo kapag tumatawid sa hangganan ay magiging isang pare-parehong halaga.

Paglalarawan ng batas

Sa kasong ito, sa sandaling lumabas ang sinag sa pangalawang istraktura patungo sa una (halimbawa, kapag ang liwanag na pagkilos ng bagay ay pumasa mula sa hangin, sa pamamagitan ng salamin at pabalik sa hangin), magkakaroon din ng distortion effect.

Isang mahalagang parameter para sa iba't ibang mga bagay

Ang pangunahing tagapagpahiwatig sa sitwasyong ito ay ang ratio ng sine ng anggulo ng saklaw sa isang katulad na parameter, ngunit para sa pagbaluktot. Tulad ng sumusunod mula sa batas na inilarawan sa itaas, ang tagapagpahiwatig na ito ay isang palaging halaga.
Kasabay nito, kapag ang halaga ng slope ng taglagas ay nagbabago, ang parehong sitwasyon ay magiging tipikal para sa isang katulad na tagapagpahiwatig. Ang parameter na ito ay may malaking kahalagahan, dahil ito ay isang mahalagang katangian ng mga transparent na sangkap.

Mga tagapagpahiwatig para sa iba't ibang mga bagay

Salamat sa parameter na ito, maaari mong lubos na matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng salamin, pati na rin ang iba't ibang mga mahalagang bato. Mahalaga rin para sa pagtukoy ng bilis ng liwanag sa iba't ibang media.

Tandaan! Ang pinakamataas na bilis ng light flux ay nasa vacuum.

Kapag lumilipat mula sa isang sangkap patungo sa isa pa, bababa ang bilis nito. Halimbawa, ang brilyante, na may pinakamataas na refractive index, ay magkakaroon ng photon propagation speed na 2.42 beses na mas mabilis kaysa sa hangin. Sa tubig, sila ay kumakalat ng 1.33 beses na mas mabagal. Para sa iba't ibang uri ng salamin, ang parameter na ito ay mula 1.4 hanggang 2.2.

Tandaan! Ang ilang baso ay may refractive index na 2.2, na napakalapit sa brilyante (2.4). Samakatuwid, hindi laging posible na makilala ang isang piraso ng salamin mula sa isang tunay na brilyante.

Optical density ng mga sangkap

Ang liwanag ay maaaring tumagos sa iba't ibang mga sangkap, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang optical density. Tulad ng sinabi namin kanina, gamit ang batas na ito, maaari mong matukoy ang katangian ng density ng medium (istraktura). Kung mas siksik ito, mas mabagal ang bilis ng liwanag na magpapalaganap dito. Halimbawa, ang salamin o tubig ay magiging mas optically siksik kaysa sa hangin.
Bilang karagdagan sa katotohanan na ang parameter na ito ay isang pare-parehong halaga, ito rin ay sumasalamin sa ratio ng bilis ng liwanag sa dalawang sangkap. Ang pisikal na kahulugan ay maaaring ipakita bilang sumusunod na pormula:

Ang tagapagpahiwatig na ito ay nagsasabi kung paano nagbabago ang bilis ng pagpapalaganap ng mga photon kapag dumadaan mula sa isang sangkap patungo sa isa pa.

Isa pang mahalagang tagapagpahiwatig

Kapag inililipat ang liwanag na pagkilos ng bagay sa pamamagitan ng mga transparent na bagay, posible ang polariseysyon nito. Ito ay sinusunod sa panahon ng pagpasa ng isang light flux mula sa dielectric isotropic media. Ang polarization ay nangyayari kapag ang mga photon ay dumaan sa salamin.

epekto ng polariseysyon

Ang bahagyang polariseysyon ay sinusunod kapag ang anggulo ng saklaw ng liwanag na pagkilos ng bagay sa hangganan ng dalawang dielectric ay naiiba sa zero. Ang antas ng polariseysyon ay nakasalalay sa kung ano ang mga anggulo ng saklaw (Brewster's law).

Buong panloob na pagmuni-muni

Sa pagtatapos ng aming maikling digression, kinakailangan pa ring isaalang-alang ang gayong epekto bilang isang ganap na panloob na pagmuni-muni.

Buong Display Phenomenon

Para sa hitsura ng epekto na ito, kinakailangan upang madagdagan ang anggulo ng saklaw ng liwanag na pagkilos ng bagay sa sandali ng paglipat nito mula sa isang mas siksik hanggang sa isang hindi gaanong siksik na daluyan sa interface sa pagitan ng mga sangkap. Sa isang sitwasyon kung saan ang parameter na ito ay lumampas sa isang tiyak na halaga ng limitasyon, kung gayon ang insidente ng photon sa hangganan ng seksyong ito ay ganap na makikita. Sa totoo lang, ito ang ating nais na kababalaghan. Kung wala ito, imposibleng gumawa ng fiber optics.

Konklusyon

Ang praktikal na aplikasyon ng mga tampok ng pag-uugali ng light flux ay nagbigay ng maraming, na lumilikha ng iba't ibang mga teknikal na aparato upang mapabuti ang ating buhay. Kasabay nito, ang liwanag ay hindi nagbukas ng lahat ng mga posibilidad nito sa sangkatauhan, at ang praktikal na potensyal nito ay hindi pa ganap na natanto.

Paano gumawa ng lampara ng papel gamit ang iyong sariling mga kamay
Paano suriin ang pagganap ng LED strip