Różnica między kątem padania a kątem załamania

Kluczowa różnica - kąt padania a kąt załamania
 

The kluczowa różnica między kątem padania a kątem załamania jest sekwencyjny porządek dwóch kątów, wykonany na interfejsie mediów przez falę.

Refrakcja jest właściwością fal. Fala może mieć różne prędkości dla różnych mediów. Zmiana prędkości na granicy ośrodka powoduje załamanie fali. Ten artykuł jest szczególnie skoncentrowany na promieniach świetlnych, dla uproszczenia.

Definicja kąta padania i kąta załamania

Kąt padania to kąt między normalną w interfejsie a promieniem padającym.

Kąt załamania światła jest zdefiniowany jako kąt między normalną na granicy faz a promieniem załamanym. Kąty można mierzyć dowolną jednostką, ale tutaj stosowane są stopnie. Najpierw rzućmy okiem prawa refrakcji.

1. Promień padający, promień załamany i normalna na styku leżą w tej samej płaszczyźnie.
2. Sinus kąta padania (i) do kąta załamania światła (r) na styku pozostaje w stałym stosunku. Ta stała nazywana jest współczynnikiem załamania światła drugiego ośrodka w stosunku do pierwszego ośrodka.

Pamiętaj o właściwości odwracalności światła. Jeśli po prostu odwrócimy kierunek promienia świetlnego, uznając obecny koniec za początek, a obecny początek za koniec, promień światła wyśledzi tę samą ścieżkę.

Formacja kąta padania i kąta załamania

Różnica między promieniem padającym a załamanym zależy od tego, czy promień światła dociera do interfejsu, czy opuszcza interfejs. Wyobraź sobie promień światła jako strumień fotonów. Strumień cząstek uderza w interfejs, tworząc pewien kąt z normalną, a następnie tonie w innym medium, zasadniczo tworząc inny kąt z normalną.

The kąt padania można zmieniać ręcznie, ponieważ jest on niezależny od medium. Ale kąt załamania światła jest zdefiniowany przez współczynniki załamania światła. Im większa różnica między współczynnikami załamania światła, tym większa różnica między kątami.

Lokalizacja kąta padania i kąta załamania względem interfejsu

Jeżeli promień światła przechodzi od medium1 do medium2, kąt padania leży w medium1, a kąt załamania światła znajduje się w medium2 i odwrotnie w przypadku zamiany ośrodków.

Oba kąty są wykonane z normalną na granicy mediów. W zależności od względnego współczynnika załamania światła załamany promień światła może wytwarzać kąt większy lub mniejszy niż padający promień światła.

Wartości kąta padania i kąta załamania

Załamuje się od rzadszego do gęstszego medium

Dowolną wartość z zakresu od 0 do 90 stopni można przypisać jako kąt padania, ale promienia załamanego nie można przyjąć żadnej wartości, jeśli promień światła pochodzi z rzadszego ośrodka. Dla całego zakresu kąta padania kąt załamania osiąga wartość maksymalną, która jest dokładnie taka sama jak kąt krytyczny opisany poniżej.

Załamuje się od gęstszego do rzadszego medium

Powyższe nie dotyczy sytuacji, w której promień światła pochodzi z gęstszego ośrodka. Gdy stopniowo zwiększamy kąt padania, zobaczymy, że kąt załamania również gwałtownie rośnie, aż do osiągnięcia określonej wartości kąta padania. Pod tym krytycznym kątem (c) padającego promienia załamany promień światła osiąga swoją maksymalną wartość, 90 stopni (promień załamany przechodzi wzdłuż interfejsu) i na chwilę znika. Jeśli spróbujemy jeszcze bardziej zwiększyć kąt padania, zobaczymy nagłe pojawienie się promienia odbitego w gęstszym ośrodku, tworząc ten sam kąt zgodnie z prawami odbicia. Kąt padania w tym punkcie nazywany jest kątem krytycznym i nie będzie już załamania światła.

Podsumowując, można zauważyć, choć sklasyfikowane inaczej, oba te zjawiska są jedynie wynikiem odwracalności światła.

Kluczowa różnica

Kluczową różnicą między kątem padania a kątem załamania jest sekwencyjny porządek dwóch kątów, wykonany na interfejsie medialnym przez falę.

Zdjęcie dzięki uprzejmości: „Snells law2” Olega Alexandrowa - Właśnie poprawiłem oryginał - Obróconą i poprawioną wersję en: Image: Snells law.svg, ta sama licencja. (Domena publiczna) przez Commons „RefractionReflextion” autorstwa Josell7 - Praca własna. (CC BY-SA 3.0) przez Commons