Гэрлийн хугаралын үзэгдэл - Хэрэв ... гэрлийн хугаралын хууль

гэрлийн хугаралын үзэгдэл - бүрт хүн амын шилжилт хөдөлгөөн түүний хурд нь харилцан адилгүй байдаг, үүгээр нь нэг материал,-аас аялж тохиолддог байгалийн үзэгдэл юм. Өнгөц тэр тархалт чиглэлийг өөрчилдөг байна.

Физик: Гэрлийн хугарлын

үйл явдал мод нь 90 ° өнцгөөр хоёр хэвлэл мэдээллийн хооронд интерфэйсийг цохиж бол, юу ч болж, энэ нь интерфэйс нь зөв өнцгөөр ижил чиглэлд хөдөлж байна. тохиолдол нь 90 ° өөр өнцөг, хугарлын үзэгдэл гардаг бол. Энэ жишээ нь ийм илэрхий ан цавын обьект хэсэгчлэн усанд, эсвэл халуун цөл элсэн үзсэн нь зэрэглээ мэт хачин нөлөө үүсгэдэг.

нээлт түүх

Эхний зууны МЭӨ байна. д. Грекийн газарзүйч болон одон орон судлаач Птолемейн математик хугаралын тайлбарлах гэж оролдсон боловч түүний санал болгож буй хууль нь дараа нь найдваргүй байх болсон. XVII зууны үед. Голландын математикч WILLEBRORD SNELLIUS хууль, дараа нь хугаралын материалын индекс нэртэй байсан осол болон хугардаг өнцгийн харьцаа, холбоотой хэмжээг тодорхойлдог боловсруулсан. Ер нь илүү бодис гэрлийг refract чадвартай, өндөр түвшин юм. Харандаа "эвдэрсэн" усанд Хэрэв ирж туяа, учир нь, таны замыг агаар, ус интерфэйс дээр нүд хүрч өмнө өөрчилж болно. Snell нь урам нь хугарсан тулд, тэрээр энэ хүчин төгөлдөр шалтгааныг олж чадсан байна.

1678 онд өөр нэг Голландын эрдэмтэн Christiaan Хьюгенс ажиглалт Snell тайлбарласан математик харилцаа боловсруулж, гэрлийн хугаралын үзэгдэл гэж санал болгосон - мод хоёр орчинд дамжин өнгөрөх бөгөөд тэр үед хурд нь янз бүрийн үр дүн юм. Хьюгенс гэрлийн хугаралын өөр өөр индекс хоёр материалаар дамжин өнгөрөх хандлага өнцөг материал бүрт хурдны харьцаа тэнцүү байх ёстой гэж үзсэн. Тиймээс, энэ нь илүү өндөр хугарлын индексийг бүхий дунд, хөнгөн илүү удаан хөдөлдөг гэж дурьдсан байна. Өөрөөр хэлбэл, материал дундуур гэрлийн хурд нь хугарлын индексийг урвуу хамааралтай байна. Хууль дараа нь туршилтаар батлагдсан байсан боловч тэр үед олон судлаачдын хувьд энэ нь тодорхой биш байсан, т. тулд ямар ч найдвартай арга. хурдыг хэмжих гэрлийн. Эрдэмтэд энэ нь материалын хурдтай хамааралтай биш юм гэж бодож байна. гэрэл үхлийн Хьюгенс "хурд дараа л 150 жилийн түүнийг зөв нотлох хангалттай нарийвчлалтай хэмжсэн байна.

хугаралын Туйлын индекс

ил тод, материал буюу материалын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч н харьцангуй хурд гэрлийн vacuo-д хурд нь therethrough харьцангуй дамжуулдаг ямар байдлаар тодорхойлсон байна: N = в / V, хаана C - вакуум дахь гэрлийн хурд, болон V - материал.

Мэдээж хэрэг, ямар нэг бодисын ангид нь вакуум дахь гэрлийн хугаралын, байхгүй, нөгөө нь ил тод, материалын хувьд үнэмлэхүй Зураг 1. Энэ утга нь үл мэдэгдэх параметрийн материал (1.0003) тооцоолоход ашиглаж болно илүү их агаар дахь гэрлийн 1. хугаралын илүү байдаг байна.

Snell хууль

Бид зарим нэг тодорхойлолтыг танилцуулах:

• үйл явдал мод - тусгаарлах дунд ойр нь мод,
• буурах цэг - гэдэг нь энэ унаж тусгаарлах цэгийг;
• тусгаарлах хэвлэл мэдээллийн орхиж хугардаг рентген;
• Хэвийн - нь тусгалын цэг дээр тусгаарлах перпендикуляр зурсан шугам,
• тусгалын өнцөг - хэвийн, тусах цацраг хоорондын өнцөг;
• тодорхойлох хугарлын өнцөг хугардаг туяа, хэвийн хоорондын өнцөг шиг байж болно.

хугаралын хуулийн дагуу:

1. явдал, хугардаг рентген хэвийн нэг хавтгайд байна.
2. тохиолдол болон хугаралын өнцгийн sines харьцаа эхний болон хоёр дахь дунд хугаралын коэффициентын харьцаа: нүгэл I / гэм нүгэл R = N R / N би.

гэрэл (Snell) хугаралын хууль хоёр долгион, хоёр хэвлэл мэдээллийн хугаралын индексийн өнцөг хоорондын харилцааг тайлбарладаг. нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн нь хугарлын үед бага хугарлын дунд (жишээ нь: агаар) нь өнгөрөх үед (жишээ нь, ус), түүний хурд оруулдаг. Эсрэгээрээ, хэзээ гэрэл ус нь агаарт, хурд нэмэгдэж дамжуулдаг. хугаралын, хоёр дахь хэвийн өнцөг анхны дунд хамаатных тусгалын өнцөг нь хоёр материалын хооронд хугарлын индексийг ялгаа пропорциональ өөр өөр байх болно. нь хүн амын шилжилт хөдөлгөөн өндөр нь дунд бага коэффициент нь дунд нь дамжуулдаг бол энэ нь хэвийн руу нуман. Харин эсрэгээр бол, энэ нь устгах болно.

харьцангуй хугарлын илтгэгч

Хөнгөн хугаралын хууль осол болон тухайн тогтмол тэнцүү хугардаг өнцгийн синус харьцаа харьцаа байгааг харуулж байна гэрлийн хурд нь хоёр хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр.

_{нүгэл нь I / гэм нүгэл R = N R} / н I = (в / V R) / (в / V I) = V I / V R

Дотно харилцаа N _R / н _би эдгээр бодисын хугаралын харьцангуй индекс гэж нэрлэдэг.

нь ихэвчлэн өдөр тутмын амьдралд харж хугаралын үр дүн юм үзэгдлийн тоо. "Эвдэрсэн" харандаа нөлөө - хамгийн түгээмэл нэг юм. Нүд, тархи нь хугардаг юм шиг биш,, шулуун шугамаар обьект ирж арай бага гүнд гарч виртуал дүр төрхийг бий болгох нь ус руу буцаж туяаг дагадаг.

дисперсийн

Болгоомжтой хэмжилтийн хугаралын гэдгийг харуулах гэрлийн долгионы урт ялгаралт, эсвэл өнгө нь маш их нөлөө үзүүлж байна. Өөрөөр хэлбэл, нэг бодис нь олон байна хугарлын индексийг өнгө буюу долгионы уртад өөрчлөлт нь өөр өөр байж болно.

Ийм өөрчлөлт нь бүх ил тод, хэвлэл мэдээллийн газар авч, тархалт гэж нэрлэдэг. Тухайн материалын дисперсийн зэрэг хугарлын илтгэгч долгионы урт нь хэрхэн харилцан адилгүй хамаарна. долгионы урт нэмэгдэж гэрлийн хугаралын бага, тод томруун үзэгдлийг болох нь. Энэ нь ягаан, улаан илүү refract нь өөрийн долгионы урт богино учраас Үнэндээ баталсан байна. Улмаас ердийн шил тархалтын түүний бүрэлдэхүүн хэсэгт мэдэгдэж хуваах гэрэл тохиолддог.

гэрэл өргөтгөл

XVII зууны төгсгөлд сэр Isaak Nyuton харагдах спектрийн өөрийн олж илрүүлсэн хүргэсэн туршилт хэд хэдэн хийж, цагаан гэрэл, цэнхэр, ногоон, шар, улбар шар, улаан, Өнгөлгөөний дамжуулан ягаан авахуулаад өнгө нь захиалсан массив бүрдэнэ гэж харуулж байна. нь харанхуй өрөөнд ажиллах, Ньютон цонх цонхны хаалт нь нүхээр нарийн мод нэвтэрч руу шилэн призмийн тавьжээ. нь призм дайран үед хугардаг гэрэл юм - шилэн нь захиалж спектрийн нь дэлгэцэн дээр төслийн.

Ньютон цагаан гэрэл өөр өөр өнгийн холимог бөгөөд призм гэсэн өөр өнцгөөс өнгө тус бүр refracting, цагаан гэрэл "тараадаг" гэж дүгнэсэн байна. Ньютон хоёр дахь призм дамжуулан тэдэнд өгөн өнгийг хуваалцаж чадсангүй. Гэхдээ тэр тавих үед хоёр дахь призмийн эхлээд маш ойрхон байгаа бүх өнгө тархсан бөгөөд хоёр дахь нь призм орж Ингэснээр, судлаачид өнгө цагаан гэрэл бий дахин дахин нэгтгэх байгаа нь тогтоогджээ. Энэ нээлт нь vнэмшилтэй амархан хувааж, холбогдсон болох нь гэрлийн спектрийн бүрэлдэхүүнийг баталсан.

дисперсийн үзэгдэл янз бүрийн үзэгдлийг олон тооны гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Солонгийн өнгийн хавтастай спектрийн задрал, төстэй призм тохиолддог нь гайхалтай хараа гаргах борооны дусал дахь гэрлийн хугаралын, үр дүн юм.

чухал өнцөг, нийт дотоод тусгал

Хоёр материалыг тусгаарлах талаар тусгалын өнцөг тодорхойлсон долгион нь бага хөдөлгөөн зам нь дунд хугаралын өндөр индекс нь дунд дайран хэрэгтэй. тусгалын өнцөг нь тодорхой утгыг хэтэрвэл (хоёр материалын хугаралын индекс хамаарч), энэ гэрэл нь бага индекс дунд хугардаг байгаа бол цэг хүрдэг.

Эгзэгтэй (эсвэл хязгаар) 90 ° -ийн хугаралын өнцөг үр дүнд тусгалын өнцөг, гэж тодорхойлсон өнцөг. бага тусгалын өнцөг шиг Өөрөөр хэлбэл, чухал хугаралын тохиолддог бөгөөд энэ нь түүнд тэнцүү байх үед, хугардаг мод хоёр материалыг тусад нь орон зай дагуу дамжуулдаг илүү. тусгалын өнцөг чухал давсан бол, гэрэл буцааж тусгасан байна. Энэ үзэгдэл нь нийт дотоод тусгал гэж нэрлэдэг. түүнийг хэрэглэх жишээ - алмаз ба оптик утас. тайрах алмазан нийт дотоод тусгал дэмждэг. Алмазан орой дамжин орж туяа Хамгийн гол нь, тэд дээд гадаргуу хүртэл тусгагдах болно. Энэ нь очир алмааз нь тэдний догдлом гял цал өгдөг юм. шилэн шилэн "үс", гэрэл нь нэг төгсгөл орох үед, энэ нь зугтаж чадахгүй тийм нимгэн байдаг юм. Тэгээд мод нөгөө үзүүрийг нь хүрдэг үед л тэр шилэн үлдээх боломжтой байх болно.

Ойлгох, удирдах

Оптик төхөөрөмж, Микроскоп, дуран нь камер, видео проектор, тэр ч байтугай хүний нүд хүртэл гэрэл, анхаарч чадна гэж байж хугардаг ба тусгасан баримт найдаж болно.

Хугаралын үзэгдлийн, mirages, Солонгын, оптик дүрснүүдийн зэрэг өргөн хүрээний гаргадаг. Улмаас шар айраг нь зузаан ханатай шилэн хугаралын илүү бүрэн гүйцэд байх шиг байна, нар дараа нь энэ нь үнэндээ бол илүү хэдэн минут доош явдаг. сая сая хүмүүс шил буюу контакт линз тусламжтайгаар хараа гажиг засах хугарлын хүчийг ашиглаж байна. Гэрэл гэгээ, удирдлагын эдгээр шинж чанарыг ойлгох, бид үл үзэгдэх мэдээллийг энгийн нүдээр үл хамааран тэд микроскоп Слайдан дээр, эсвэл холын галактик байгаа эсэхийг харж болно.