La optisk brydning Det er et fænomen, der opstår, når lyset falder skråt ned på adskillelsesfladen af to medier, så lyset ændrer retning og hastighed. Det er meget udbredt i optik og fysik såvel som i astronomi.
Derfor vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig alt, hvad du behøver at vide om optisk brydning, dens egenskaber og vigtighed.
Hvad er optisk brydning
Optisk brydning refererer til overførslen af lysbølger fra et materialemedium til et andet under udbredelsesprocessen, og derefter ændres deres retning og hastighed straks. Det er en proces relateret til refleksion af lys og kan manifestere sig samtidigt.
Lys kan rejse i materielle medier som f.eks vakuum, vand, luft, diamanter, glas, kvarts, glycerin og forskellige gennemsigtige eller gennemskinnelige materialer. I hvert medium bevæger lyset sig med forskellige hastigheder.
For eksempel brydes lys, når man rejser fra luft til vand, hvor vinklen og rejsehastigheden ændres. Følgende elementer deltager i ethvert fænomen med lysbrydning:
- lynnedslag: den stråle, der når overfladen mellem de to medier.
- brudt stråle: En lysstråle, der bøjes, når en bølge bevæger sig hen over en overflade.
- Normal: Imaginær linje vinkelret på overfladen, etableret fra det punkt, hvor to stråler mødes.
- Indfaldsvinkel: Vinklen mellem den indfaldende stråle og normalen.
- brydningsvinkel: Vinklen mellem den brydte stråle og normalen.
Optisk brydningsfænomen
Når lys falder på en overflade, der adskiller to medier, som f.eks luft og vand reflekteres en del af det indfaldende lys, mens en anden del brydes og passerer gennem det andet medium.
Mens fænomenet brydning primært gælder for lysbølger, gælder begreberne for enhver bølge, inklusive lyd og elektromagnetiske bølger.
De love, der er udledt af Huygens, der styrer bevægelsen af alle bølger, er opfyldt:
- Hændelsen, reflekterede og brudte stråler ligger i samme plan.
- Indfaldsvinklen og reflektionsvinklen er ens.ved at forstå vinklerne dannet af henholdsvis den indfaldende stråle og den reflekterede stråle vinkelret på adskillelsesfladen tegnet ved indfaldspunktet.
Lysets hastighed afhænger af det medium, det bevæger sig igennem, f.eks så jo tættere materialet er, jo langsommere er lysets hastighed og omvendt. Så når lys bevæger sig fra et mindre tæt medium (luft) til et mere tæt medium (glas), brydes lysstrålerne tæt på normalen, så brydningsvinklen vil være mindre end indfaldsvinklen.
På samme måde, hvis en lysstråle går fra et tættere medium til et mindre tæt medium, vil bryde væk fra det normale, således at indfaldsvinklen bliver mindre end brydningsvinklen.
betydning
Vi har allerede nævnt, at optisk brydning er et fysisk fænomen, der opstår, når lys passerer fra et medium til et andet med forskellige tætheder. Dette fænomen er af stor betydning i vores daglige liv og inden for forskellige områder af videnskab og teknologi.
Et af de mest almindelige eksempler på optisk brydning er dannelsen af regnbuer. Når sollys passerer gennem vanddråber i atmosfæren, brydes lyset og spredes ved forskellige bølgelængder, hvilket skaber det spektrum af farver, vi ser i regnbuer. Dette fænomen bruges også i linseoptik og i fremstillingen af optiske instrumenter, såsom kameralinser, mikroskoper og teleskoper.
Derudover optisk brydning er grundlæggende i korrektionen af menneskets syn. Når lys kommer ind i vores øje, brydes det gennem hornhinden og linsen for at danne et billede på nethinden. Hvis øjet ikke bryder lyset korrekt, kan det forårsage synsproblemer såsom nærsynethed, langsynethed og astigmatisme. Kontaktlinser korrigerer disse brydningsproblemer og tillader lyset at brydes korrekt ind i øjet.
I industrien bruges optisk brydning til fremstilling af gennemsigtige materialer og måling af koncentrationen af opløsninger. I medicin bruges optisk refraktion til at måle tætheden og brydningen af biologiske væv, muliggør tidlig opdagelse af sygdomme.
Uden optisk brydning ville billeddannelse, synskorrektion, fremstilling af linser og andre optiske instrumenter, sygdomsdetektion og mange andre videnskabelige og teknologiske fremskridt, der forbedrer vores livskvalitet, ikke være mulig.
Eksempler på optisk brydning
Nogle almindelige eksempler på optisk brydning kan findes i følgende fænomener:
- Teskefuld i tekop: Når vi putter en teske i en kop te, kan vi se, hvordan den smuldrer. Det er effekten af lysets brydning, der frembringer denne optiske illusion. Det samme fænomen opstår, når vi putter en blyant eller et sugerør i vandet. Disse buede illusioner skabes på grund af lysets brydning.
- Regnbue: Regnbuer er forårsaget af lysets brydning, når det passerer gennem små dråber vand suspenderet i atmosfæren. Når lyset kommer ind i dette område, nedbrydes det og skaber farverige effekter.
- solglorie: Dette er et regnbuelignende fænomen, der forekommer i visse dele af kloden eller under meget specifikke atmosfæriske forhold. Dette skabes, når ispartikler ophober sig i troposfæren, bryder lyset og bryder det op, hvilket gør det muligt at skelne de farvede ringe omkring lyskilderne.
- Lys brydes i en diamant: Diamanter bryder også lyset og opdeler det i flere farver.
- Briller og forstørrelsesglas: De forstørrelsesglas og linser, som vi bruger, er baseret på princippet om lysbrydning, fordi de skal fange lyset og forvrænge billedet, så det kan fortolkes med det blotte øje.
- sol i havet: Vi kan se sollys ændre vinkel og hastighed og spredes, når det passerer over overfladen og ud til havet.
- Lys gennem farvet glas: Lysbrydning sker også gennem glas eller krystal, som filtrerer lyset og spreder det ud i miljøet.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om optisk tilbagetrækning og dens egenskaber.