οπτική διάθλαση

οπτική διάθλαση

La οπτική διάθλαση Είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει όταν το φως πέφτει λοξά στην επιφάνεια διαχωρισμού δύο μέσων, οπότε το φως αλλάζει κατεύθυνση και ταχύτητα. Χρησιμοποιείται ευρέως στην οπτική και τη φυσική καθώς και στην αστρονομία.

Επομένως, θα αφιερώσουμε αυτό το άρθρο για να σας πούμε όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για την οπτική διάθλαση, τα χαρακτηριστικά και τη σημασία της.

Τι είναι η οπτική διάθλαση

παραδείγματα οπτικής διάθλασης

Η οπτική διάθλαση αναφέρεται στη μεταφορά κυμάτων φωτός από ένα υλικό μέσο σε άλλο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάδοσης και στη συνέχεια η κατεύθυνση και η ταχύτητά τους αλλάζουν αμέσως. Είναι μια διαδικασία που σχετίζεται με την ανάκλαση του φωτός και μπορεί να εκδηλωθεί ταυτόχρονα.

Το φως μπορεί να ταξιδέψει σε υλικά μέσα όπως π.χ κενό, νερό, αέρας, διαμάντια, γυαλί, χαλαζία, γλυκερίνη και διάφορα διαφανή ή ημιδιαφανή υλικά. Σε κάθε μέσο, ​​το φως ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες.

Για παράδειγμα, το φως διαθλάται όταν ταξιδεύει από τον αέρα στο νερό, όπου αλλάζει η γωνία και η ταχύτητα του ταξιδιού. Τα ακόλουθα στοιχεία συμμετέχουν σε οποιοδήποτε φαινόμενο διάθλασης φωτός:

  • προσπίπτει κεραυνός: την ακτίνα που φτάνει στην επιφάνεια μεταξύ των δύο μέσων.
  • διαθλασμένη ακτίνα: Μια ακτίνα φωτός που κάμπτεται όταν ένα κύμα ταξιδεύει σε μια επιφάνεια.
  • Κανονικός: Φανταστική γραμμή κάθετη στην επιφάνεια, που καθορίζεται από το σημείο που συναντώνται δύο ακτίνες.
  • Γωνία πρόσπτωσης: Η γωνία μεταξύ της προσπίπτουσας ακτίνας και της κανονικής.
  • γωνία διάθλασης: Η γωνία μεταξύ της διαθλασμένης ακτίνας και της κανονικής.

Φαινόμενο οπτικής διάθλασης

Gafas

Όταν το φως πέφτει σε μια επιφάνεια που χωρίζει δύο μέσα, όπως π.χ αέρα και νερό, ένα μέρος του προσπίπτοντος φωτός ανακλάται, ενώ ένα άλλο τμήμα διαθλάται και διέρχεται από το δεύτερο μέσο.

Ενώ το φαινόμενο της διάθλασης ισχύει κυρίως για τα κύματα φωτός, οι έννοιες ισχύουν για οποιοδήποτε κύμα, συμπεριλαμβανομένων των ηχητικών και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Οι νόμοι που συνήγαγε ο Huygens που διέπουν την κίνηση όλων των κυμάτων εκπληρώνονται:

  • Οι προσπίπτουσες, οι ανακλώμενες και οι διαθλασμένες ακτίνες βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο.
  • Η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης είναι ίσες., κατανοώντας έτσι τις γωνίες που σχηματίζονται από την προσπίπτουσα ακτίνα και την ανακλώμενη ακτίνα, αντίστοιχα, κάθετες στην επιφάνεια διαχωρισμού που χαράσσεται στο σημείο πρόσπτωσης.

Η ταχύτητα του φωτός εξαρτάται από το μέσο μέσω του οποίου ταξιδεύει, για άρα όσο πιο πυκνό είναι το υλικό τόσο πιο αργή είναι η ταχύτητα του φωτός και αντίστροφα. Έτσι, όταν το φως ταξιδεύει από ένα λιγότερο πυκνό μέσο (αέρας) σε ένα πιο πυκνό μέσο (γυαλί), οι ακτίνες φωτός διαθλώνται κοντά στο κανονικό, επομένως η γωνία διάθλασης θα είναι μικρότερη από τη γωνία πρόσπτωσης.

Ομοίως, εάν μια ακτίνα φωτός περάσει από ένα πυκνότερο μέσο σε ένα λιγότερο πυκνό μέσο, θα διαθλαστεί μακριά από το κανονικό, έτσι ώστε η γωνία πρόσπτωσης να είναι μικρότερη από τη γωνία διάθλασης.

Σημασία

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι η οπτική διάθλαση είναι ένα φυσικό φαινόμενο που συμβαίνει όταν το φως περνά από το ένα μέσο στο άλλο με διαφορετικές πυκνότητες. Αυτό το φαινόμενο έχει μεγάλη σημασία στην καθημερινή μας ζωή και σε διάφορους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας.

Ένα από τα πιο κοινά παραδείγματα οπτικής διάθλασης είναι ο σχηματισμός ουράνιου τόξου. Όταν το ηλιακό φως περνά μέσα από σταγονίδια νερού στην ατμόσφαιρα, το φως διαθλάται και διασκορπίζεται σε διαφορετικά μήκη κύματος, δημιουργώντας έτσι το φάσμα των χρωμάτων που βλέπουμε στα ουράνια τόξα. Αυτό το φαινόμενο χρησιμοποιείται επίσης στην οπτική των φακών και στην κατασκευή οπτικών οργάνων, όπως φακοί κάμερας, μικροσκόπια και τηλεσκόπια.

Επιπλέον, Η οπτική διάθλαση είναι θεμελιώδης για τη διόρθωση της ανθρώπινης όρασης. Όταν το φως εισέρχεται στο μάτι μας, διαθλάται μέσω του κερατοειδούς και του φακού για να σχηματίσει μια εικόνα στον αμφιβληστροειδή. Εάν το μάτι δεν διαθλά σωστά το φως, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όρασης όπως μυωπία, υπερμετρωπία και αστιγματισμό. Οι φακοί επαφής διορθώνουν αυτά τα διαθλαστικά προβλήματα και επιτρέπουν στο φως να διαθλάται σωστά στο μάτι.

Στη βιομηχανία, η οπτική διάθλαση χρησιμοποιείται για την κατασκευή διαφανών υλικών και τη μέτρηση της συγκέντρωσης των διαλυμάτων. Στην ιατρική, η οπτική διάθλαση χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πυκνότητας και της διάθλασης των βιολογικών ιστών, επιτρέπει την έγκαιρη ανίχνευση ασθενειών.

Χωρίς την οπτική διάθλαση, την απεικόνιση, τη διόρθωση της όρασης, την κατασκευή φακών και άλλων οπτικών οργάνων, την ανίχνευση ασθενειών και πολλές άλλες επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις που βελτιώνουν την ποιότητα της ζωής μας δεν θα ήταν δυνατές.

Παραδείγματα οπτικής διάθλασης

χρήσεις φακών

Μερικά κοινά παραδείγματα οπτικής διάθλασης μπορούν να βρεθούν στα ακόλουθα φαινόμενα:

  • Κουταλάκι του γλυκού σε φλιτζάνι τσαγιού: Όταν βάζουμε ένα κουταλάκι του γλυκού σε ένα φλιτζάνι τσάι, μπορούμε να δούμε πώς θρυμματίζεται. Είναι η επίδραση της διάθλασης του φωτός που παράγει αυτή την οπτική ψευδαίσθηση. Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει όταν βάζουμε ένα μολύβι ή ένα καλαμάκι στο νερό. Αυτές οι καμπύλες ψευδαισθήσεις δημιουργούνται λόγω της διάθλασης του φωτός.
  • ΟΥΡΑΝΙΟ ΤΟΞΟ: Τα ουράνια τόξα προκαλούνται από τη διάθλαση του φωτός καθώς περνά μέσα από μικροσκοπικά σταγονίδια νερού που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα. Καθώς το φως εισέρχεται σε αυτή την περιοχή, διασπάται και δημιουργεί πολύχρωμα εφέ.
  • ηλιακό φωτοστέφανο: Αυτό είναι ένα φαινόμενο που μοιάζει με ουράνιο τόξο που εμφανίζεται σε ορισμένα μέρη του πλανήτη ή κάτω από πολύ συγκεκριμένες ατμοσφαιρικές συνθήκες. Αυτό δημιουργείται όταν τα σωματίδια πάγου συσσωρεύονται στην τροπόσφαιρα, διαθλώντας το φως και διασπώντας το, καθιστώντας δυνατή τη διάκριση των έγχρωμων δακτυλίων γύρω από τις πηγές φωτός.
  • Το φως διαθλάται σε ένα διαμάντι: Τα διαμάντια διαθλούν επίσης το φως, χωρίζοντάς το σε πολλά χρώματα.
  • Γυαλιά και μεγεθυντικοί φακοί: Οι μεγεθυντικοί φακοί και οι φακοί που χρησιμοποιούμε βασίζονται στην αρχή της διάθλασης του φωτός, γιατί πρέπει να αιχμαλωτίζουν το φως και να παραμορφώνουν την εικόνα ώστε να μπορεί να ερμηνευτεί με γυμνό μάτι.
  • ήλιος στη θάλασσα: Μπορούμε να δούμε το ηλιακό φως να αλλάζει γωνία και ταχύτητα και να διασκορπίζεται καθώς περνά στην επιφάνεια και βγαίνει στη θάλασσα.
  • Φως μέσα από βιτρό: Η διάθλαση του φωτός συμβαίνει επίσης μέσω γυαλιού ή κρυστάλλου, που φιλτράρει το φως και το διαχέει στο περιβάλλον.

Ελπίζω ότι με αυτές τις πληροφορίες μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την οπτική ανάκληση και τα χαρακτηριστικά της.


Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει

Αφήστε το σχόλιό σας

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

*

*

  1. Υπεύθυνος για τα δεδομένα: Miguel Ángel Gatón
  2. Σκοπός των δεδομένων: Έλεγχος SPAM, διαχείριση σχολίων.
  3. Νομιμοποίηση: Η συγκατάθεσή σας
  4. Κοινοποίηση των δεδομένων: Τα δεδομένα δεν θα κοινοποιούνται σε τρίτους, εκτός από νομική υποχρέωση.
  5. Αποθήκευση δεδομένων: Βάση δεδομένων που φιλοξενείται από τα δίκτυα Occentus (ΕΕ)
  6. Δικαιώματα: Ανά πάσα στιγμή μπορείτε να περιορίσετε, να ανακτήσετε και να διαγράψετε τις πληροφορίες σας.