La оптично пречупване Това е феномен, който възниква, когато светлината пада под наклон върху повърхността на разделяне на две среди, така че светлината променя посоката и скоростта. Той се използва широко в оптиката и физиката, както и в астрономията.
Затова ще посветим тази статия, за да ви разкажем всичко, което трябва да знаете за оптичното пречупване, неговите характеристики и значение.
Какво е оптично пречупване
Оптичното пречупване се отнася до прехвърлянето на светлинни вълни от една материална среда в друга по време на процеса на разпространение, след което тяхната посока и скорост незабавно се променят. Това е процес, свързан с отразяването на светлината и може да се прояви едновременно.
Светлината може да пътува в материални среди като напр вакуум, вода, въздух, диаманти, стъкло, кварц, глицерин и различни прозрачни или полупрозрачни материали. Във всяка среда светлината се движи с различна скорост.
Например, светлината се пречупва при преминаване от въздух към вода, където ъгълът и скоростта на движение се променят. Във всяко явление на пречупване на светлината участват следните елементи:
- падаща мълния: лъчът, който достига повърхността между двете среди.
- пречупен лъч: Светлинен лъч, който се огъва, когато вълна преминава през повърхност.
- Нормален: въображаема линия, перпендикулярна на повърхността, установена от точката, където се срещат два лъча.
- Ъгъл на падане: Ъгълът между падащия лъч и нормалата.
- ъгъл на пречупване: Ъгълът между пречупения лъч и нормалата.
Феноменът на оптичното пречупване
Когато светлината пада върху повърхност, която разделя две среди, като напр въздух и вода, част от падащата светлина се отразява, докато друга част се пречупва и преминава през втората среда.
Докато явлението пречупване се отнася предимно за светлинни вълни, концепциите се прилагат за всяка вълна, включително звукови и електромагнитни вълни.
Законите, изведени от Хюйгенс, които управляват движението на всички вълни, са изпълнени:
- Падащият, отразеният и пречупеният лъч лежат в една и съща равнина.
- Ъгълът на падане и ъгълът на отражение са равни., разбирайки под това ъглите, образувани съответно от падащия лъч и отразения лъч, перпендикулярни на разделителната повърхност, начертана в точката на падане.
Скоростта на светлината зависи от средата, през която се движи, за така че колкото по-плътен е материалът, толкова по-ниска е скоростта на светлината и обратно. Така че, когато светлината преминава от по-малко плътна среда (въздух) към по-плътна среда (стъкло), светлинните лъчи се пречупват близо до нормалното, така че ъгълът на пречупване ще бъде по-малък от ъгъла на падане.
По същия начин, ако лъч светлина преминава от по-плътна среда към по-малко плътна среда, ще се пречупи встрани от нормалното, така че ъгълът на падане ще бъде по-малък от ъгъла на пречупване.
важност
Вече споменахме, че оптичното пречупване е физическо явление, което възниква, когато светлината преминава от една среда в друга с различна плътност. Това явление е от голямо значение в нашето ежедневие и в различни области на науката и технологиите.
Един от най-честите примери за оптично пречупване е образуването на дъги. Когато слънчевата светлина преминава през водни капчици в атмосферата, светлината се пречупва и разсейва при различни дължини на вълната, като по този начин създава спектъра от цветове, които виждаме в дъгите. Това явление се използва и в оптиката на лещите и в производството на оптични инструменти, като лещи за камери, микроскопи и телескопи.
Освен това, оптичната рефракция е основна в корекцията на човешкото зрение. Когато светлината навлезе в окото ни, тя се пречупва през роговицата и лещата, за да образува изображение върху ретината. Ако окото не пречупва правилно светлината, това може да причини проблеми със зрението като късогледство, далекогледство и астигматизъм. Контактните лещи коригират тези рефрактивни проблеми и позволяват на светлината да се пречупва правилно в окото.
В промишлеността оптичното пречупване се използва при производството на прозрачни материали и измерването на концентрацията на разтвори. В медицината оптичната рефракция се използва за измерване на плътността и пречупването на биологични тъкани, позволява ранно откриване на заболявания.
Без оптична рефракция изображенията, корекцията на зрението не биха били възможни производството на лещи и други оптични инструменти, откриването на болести и много други научни и технологични постижения, които подобряват качеството ни на живот.
Примери за оптично пречупване
Някои често срещани примери за оптично пречупване могат да бъдат намерени в следните явления:
- Чаена лъжичка в чаена чаша: Когато сложим една чаена лъжичка в чаша чай, виждаме как се раздробява. Ефектът на пречупване на светлината създава тази оптична илюзия. Същото явление се получава, когато поставим молив или сламка във водата. Тези извити илюзии се създават поради пречупването на светлината.
- Дъга: Дъгите се причиняват от пречупването на светлината, докато тя преминава през малки капчици вода, суспендирани в атмосферата. Когато светлината навлезе в тази област, тя се разпада и създава цветни ефекти.
- слънчев ореол: Това е подобно на дъгата явление, което се случва в определени части на земното кълбо или при много специфични атмосферни условия. Това се получава, когато частици лед се натрупват в тропосферата, пречупват светлината и я разбиват, което прави възможно разграничаването на цветните пръстени около източниците на светлина.
- Светлината се пречупва в диаманта: Диамантите също пречупват светлината, разделяйки я на множество цветове.
- Очила и лупи: Използваните от нас лупи и лещи са базирани на принципа на пречупване на светлината, тъй като те трябва да уловят светлината и да изкривят изображението, за да може да се интерпретира с невъоръжено око.
- слънце в морето: Можем да видим как слънчевата светлина променя ъгъла и скоростта си и се разпръсква, докато преминава през повърхността и излиза в морето.
- Светлина през стъклопис: Пречупването на светлината става и през стъкло или кристал, които филтрират светлината и я разсейват в околната среда.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за оптичното прибиране и неговите характеристики.