La optische Brechung Es ist ein Phänomen, das auftritt, wenn Licht schräg auf die Trennfläche zweier Medien fällt, sodass das Licht Richtung und Geschwindigkeit ändert. Es ist in der Optik und Physik sowie in der Astronomie weit verbreitet.
Daher werden wir diesen Artikel widmen, um Ihnen alles zu erzählen, was Sie über die optische Brechung, ihre Eigenschaften und ihre Bedeutung wissen müssen.
Was ist optische brechung
Optische Brechung bezieht sich auf die Übertragung von Lichtwellen von einem materiellen Medium auf ein anderes während des Ausbreitungsprozesses, und dann ändert sich sofort ihre Richtung und Geschwindigkeit. Es ist ein Prozess, der mit der Reflexion von Licht zusammenhängt und sich gleichzeitig manifestieren kann.
Licht kann sich in materiellen Medien wie z Vakuum, Wasser, Luft, Diamanten, Glas, Quarz, Glyzerin und verschiedene transparente oder durchscheinende Materialien. In jedem Medium breitet sich Licht mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus.
Zum Beispiel wird Licht gebrochen, wenn es von Luft zu Wasser wandert, wo sich der Winkel und die Geschwindigkeit der Reise ändern. Die folgenden Elemente sind an jedem Phänomen der Lichtbrechung beteiligt:
- einfallender Blitz: der Strahl, der die Oberfläche zwischen den beiden Medien erreicht.
- gebrochener Strahl: Ein Lichtstrahl, der gebeugt wird, wenn eine Welle über eine Oberfläche läuft.
- Normal: Imaginäre Linie senkrecht zur Oberfläche, ausgehend vom Punkt, an dem sich zwei Strahlen treffen.
- Einfallswinkel: Der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und der Normalen.
- Brechungswinkel: Der Winkel zwischen dem gebrochenen Strahl und der Normalen.
Optisches Brechungsphänomen
Wenn Licht auf eine Fläche fällt, die zwei Medien trennt, wie z Luft und Wasser wird ein Teil des einfallenden Lichts reflektiert, während ein anderer Teil gebrochen wird und durch das zweite Medium geht.
Während das Phänomen der Brechung hauptsächlich für Lichtwellen gilt, gelten die Konzepte für jede Welle, einschließlich Schall- und elektromagnetischer Wellen.
Die von Huygens abgeleiteten Gesetze, die die Bewegung aller Wellen regeln, sind erfüllt:
- Die einfallenden, reflektierten und gebrochenen Strahlen liegen in derselben Ebene.
- Einfallswinkel und Ausfallswinkel sind gleich., wobei darunter die Winkel zu verstehen sind, die durch den einfallenden Strahl bzw. den reflektierten Strahl senkrecht zu der am Einfallspunkt gezeichneten Trennfläche gebildet werden.
Die Lichtgeschwindigkeit hängt von dem Medium ab, durch das es sich bewegt, z Je dichter also das Material, desto langsamer die Lichtgeschwindigkeit und umgekehrt. Wenn also Licht von einem weniger dichten Medium (Luft) zu einem dichteren Medium (Glas) wandert, werden die Lichtstrahlen nahezu senkrecht gebrochen, sodass der Brechungswinkel kleiner als der Einfallswinkel ist.
Wenn ein Lichtstrahl von einem dichteren Medium zu einem weniger dichten Medium geht, wird vom Normalen weg brechen, so dass der Einfallswinkel kleiner als der Brechungswinkel ist.
Bedeutung
Wir haben bereits erwähnt, dass die optische Brechung ein physikalisches Phänomen ist, das auftritt, wenn Licht von einem Medium zu einem anderen mit unterschiedlicher Dichte gelangt. Dieses Phänomen ist in unserem täglichen Leben und in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technologie von großer Bedeutung.
Eines der häufigsten Beispiele für optische Brechung ist die Bildung von Regenbögen. Wenn Sonnenlicht durch Wassertröpfchen in der Atmosphäre dringt, wird das Licht gebrochen und bei verschiedenen Wellenlängen gestreut, wodurch das Farbspektrum entsteht, das wir in Regenbögen sehen. Dieses Phänomen wird auch in der Linsenoptik und bei der Herstellung von optischen Instrumenten wie Kameraobjektiven, Mikroskopen und Teleskopen genutzt.
Zusätzlich Die optische Brechung ist grundlegend für die Korrektur des menschlichen Sehvermögens. Wenn Licht in unser Auge eintritt, wird es durch die Hornhaut und die Linse gebrochen, um ein Bild auf der Netzhaut zu erzeugen. Wenn das Auge das Licht nicht richtig bricht, kann es Sehprobleme wie Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Hornhautverkrümmung verursachen. Kontaktlinsen korrigieren diese Brechungsprobleme und sorgen dafür, dass das Licht richtig im Auge gebrochen wird.
In der Industrie wird die optische Brechung zur Herstellung transparenter Materialien und zur Messung der Konzentration von Lösungen verwendet. In der Medizin wird die optische Brechung verwendet, um die Dichte und Brechung biologischer Gewebe zu messen, ermöglicht die Früherkennung von Krankheiten.
Ohne optische Brechung wären Bildgebung, Sehkorrektur, die Herstellung von Linsen und anderen optischen Instrumenten, Krankheitserkennung und viele andere wissenschaftliche und technologische Fortschritte, die unsere Lebensqualität verbessern, nicht möglich.
Beispiele für optische Brechung
Einige gängige Beispiele für optische Brechung finden sich in den folgenden Phänomenen:
- Teelöffel in Teetasse: Wenn wir einen Teelöffel in eine Tasse Tee geben, können wir sehen, wie er zerbröckelt. Es ist der Effekt der Lichtbrechung, der diese optische Täuschung erzeugt. Dasselbe Phänomen tritt auf, wenn wir einen Bleistift oder einen Strohhalm ins Wasser tauchen. Diese gekrümmten Illusionen entstehen durch Lichtbrechung.
- Regenbogen: Regenbogen entstehen durch die Lichtbrechung beim Durchgang durch winzige Wassertröpfchen, die in der Atmosphäre schweben. Wenn Licht in diesen Bereich eintritt, zerfällt es und erzeugt bunte Effekte.
- Sonne Halo: Dies ist ein regenbogenähnliches Phänomen, das in bestimmten Teilen der Erde oder unter ganz bestimmten atmosphärischen Bedingungen auftritt. Dieser entsteht, wenn sich Eispartikel in der Troposphäre ansammeln, Licht brechen und aufbrechen, wodurch die farbigen Ringe um Lichtquellen erkennbar werden.
- Licht wird in einem Diamanten gebrochen: Diamanten brechen auch Licht und teilen es in mehrere Farben.
- Brillen und Lupen: Die von uns verwendeten Lupen und Linsen basieren auf dem Prinzip der Lichtbrechung, denn sie müssen das Licht einfangen und das Bild so verzerren, dass es mit bloßem Auge interpretiert werden kann.
- Sonne im Meer: Wir können sehen, wie das Sonnenlicht den Winkel und die Geschwindigkeit ändert und sich streut, wenn es über die Oberfläche und hinaus aufs Meer strömt.
- Licht durch Buntglas: Lichtbrechung tritt auch durch Glas oder Kristall auf, die Licht filtern und in die Umgebung streuen.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die optische Retraktion und ihre Eigenschaften erfahren können.