La optinen taittuminen Se on ilmiö, joka syntyy, kun valo putoaa vinosti kahden väliaineen erotuspinnalle, jolloin valo muuttaa suuntaa ja nopeutta. Sitä käytetään laajalti optiikassa ja fysiikassa sekä tähtitiedessä.
Siksi aiomme omistaa tämän artikkelin kertomaan sinulle kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää optisesta taituksesta, sen ominaisuuksista ja tärkeydestä.
Mikä on optinen taittuminen
Optisella refraktiolla tarkoitetaan valoaaltojen siirtymistä materiaalista toiseen etenemisprosessin aikana, jonka jälkeen niiden suunta ja nopeus muuttuvat välittömästi. Se on prosessi, joka liittyy valon heijastukseen ja voi ilmetä samanaikaisesti.
Valo voi kulkea materiaalissa, kuten esim tyhjiö, vesi, ilma, timantit, lasi, kvartsi, glyseriini ja erilaiset läpinäkyvät tai läpikuultavat materiaalit. Jokaisessa väliaineessa valo kulkee eri nopeuksilla.
Esimerkiksi valo taittuu kulkiessaan ilmasta veteen, jossa kulkukulma ja nopeus muuttuvat. Seuraavat elementit osallistuvat mihin tahansa valon taittumisen ilmiöön:
- sattuva salama: säde, joka saavuttaa pinnan kahden väliaineen välillä.
- taittunut säde: Valosäde, joka taipuu, kun aalto kulkee pinnan poikki.
- normaali: Kuvitteellinen viiva, joka on kohtisuorassa pintaan nähden, muodostettuna kahden säteen kohtaamispisteestä.
- Tulokulma: Tulevan säteen ja normaalin välinen kulma.
- taitekulma: Taittuneen säteen ja normaalin välinen kulma.
Optinen taittuminen ilmiö
Kun valo putoaa pinnalle, joka erottaa kaksi materiaalia, kuten ilma ja vesi, osa tulevasta valosta heijastuu, kun taas toinen osa taittuu ja kulkee toisen väliaineen läpi.
Vaikka taittumisilmiö koskee ensisijaisesti valoaaltoja, käsitteet koskevat kaikkia aaltoja, mukaan lukien ääni- ja sähkömagneettiset aallot.
Huygensin päättämät lait, jotka hallitsevat kaikkien aaltojen liikettä, täyttyvät:
- Tulevat, heijastuneet ja taittuneet säteet ovat samassa tasossa.
- Tulokulma ja heijastuskulma ovat yhtä suuret.Ymmärtää tällä tavalla tulevan säteen ja heijastuneen säteen muodostamat kulmat, jotka ovat kohtisuorassa tulopisteessä piirrettyyn erotuspintaan nähden.
Valon nopeus riippuu väliaineesta, jonka läpi se kulkee, esim joten mitä tiheämpi materiaali, sitä hitaampi valon nopeus ja päinvastoin. Joten kun valo kulkee vähemmän tiheästä väliaineesta (ilma) tiheämpään väliaineeseen (lasi), valonsäteet taittuvat lähellä normaalia, joten taitekulma on pienempi kuin tulokulma.
Vastaavasti, jos valonsäde siirtyy tiheämästä väliaineesta vähemmän tiheään väliaineeseen, taittuu pois normaalista, niin että tulokulma on pienempi kuin taitekulma.
tärkeys
Olemme jo maininneet, että optinen taittuminen on fysikaalinen ilmiö, joka tapahtuu, kun valo siirtyy väliaineesta toiseen eri tiheydellä. Tällä ilmiöllä on suuri merkitys jokapäiväisessä elämässämme sekä eri tieteen ja teknologian aloilla.
Yksi yleisimmistä esimerkeistä optisesta taitosta on sateenkaarien muodostuminen. Kun auringonvalo kulkee ilmakehän vesipisaroiden läpi, valo taittuu ja siroaa eri aallonpituuksilla, jolloin syntyy sateenkaareissa näkemämme värispektri. Tätä ilmiötä käytetään myös linssioptiikassa ja optisten instrumenttien, kuten kameralinssien, mikroskooppien ja teleskooppien, valmistuksessa.
Lisäksi, optinen taittuminen on olennaista ihmisen näön korjaamisessa. Kun valo pääsee silmään, se taittuu sarveiskalvon ja linssin läpi muodostaen kuvan verkkokalvolle. Jos silmä ei taita valoa kunnolla, se voi aiheuttaa näköongelmia, kuten likinäköisyyttä, kaukonäköisyyttä ja astigmatismia. Piilolinssit korjaavat nämä taitto-ongelmat ja mahdollistavat valon taittumisen kunnolla silmään.
Teollisuudessa optista refraktiota käytetään läpinäkyvien materiaalien valmistuksessa ja liuospitoisuuksien mittauksessa. Lääketieteessä optista refraktiota käytetään biologisten kudosten tiheyden ja taittumisen mittaamiseen, mahdollistaa sairauksien varhaisen havaitsemisen.
Ilman optista refraktiota, kuvantaminen, näönkorjaus, linssien ja muiden optisten instrumenttien valmistus, sairauksien havaitseminen ja monet muut tieteelliset ja tekniset edistysaskeleet, jotka parantavat elämänlaatuamme, eivät olisi mahdollisia.
Esimerkkejä optisesta taiteesta
Joitakin yleisiä esimerkkejä optisesta taitosta löytyy seuraavista ilmiöistä:
- Tl teekuppiin: Kun laitamme teelusikallisen teekuppiin, voimme nähdä kuinka se murenee. Valon taittumisen vaikutus tuottaa tämän optisen illuusion. Sama ilmiö tapahtuu, kun laitamme lyijykynän tai pillin veteen. Nämä kaarevat illuusiot syntyvät valon taittumisen vuoksi.
- Sateenkaari: Sateenkaaret johtuvat valon taittumisesta sen kulkiessa pienten ilmakehään suspendoituneiden vesipisaroiden läpi. Kun valo tulee tälle alueelle, se hajoaa ja luo värikkäitä tehosteita.
- aurinko halo: Tämä on sateenkaaren kaltainen ilmiö, jota esiintyy tietyissä osissa maapalloa tai hyvin erityisissä ilmakehän olosuhteissa. Tämä syntyy, kun jäähiukkaset kerääntyvät troposfääriin, taittavat valon ja hajottavat sen, mikä mahdollistaa valonlähteiden ympärillä olevien värillisten renkaiden erottamisen.
- Valo taittuu timantissa: Timantit myös taittavat valoa jakaen sen useisiin väreihin.
- Lasit ja suurennuslasit: Käyttämämme suurennuslasit ja linssit perustuvat valon taittumisen periaatteeseen, koska niiden on vangittava valo ja vääristettävä kuvaa, jotta se voidaan tulkita paljaalla silmällä.
- aurinko meressä: Voimme nähdä auringonvalon muuttavan kulmaa ja nopeutta sekä hajoavan, kun se kulkee pinnan poikki ja merelle.
- Valo lasimaalauksen läpi: Valon taittuminen tapahtuu myös lasin tai kristallin läpi, joka suodattaa valoa ja hajottaa sen ympäristöön.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää optisesta sisäänvetämisestä ja sen ominaisuuksista.