sjónbrot

La sjónbrot Það er fyrirbæri sem á sér stað þegar ljós fellur skáhallt á aðskilnaðaryfirborð tveggja miðla, þannig að ljósið breytir um stefnu og hraða. Það er mikið notað í ljósfræði og eðlisfræði sem og í stjörnufræði.

Þess vegna ætlum við að tileinka þessari grein til að segja þér allt sem þú þarft að vita um ljósbrot, eiginleika þess og mikilvægi.

Hvað er ljósbrot

Ljósbrot vísar til flutnings ljósbylgna frá einum efnismiðli til annars meðan á útbreiðsluferlinu stendur og þá breytist stefna þeirra og hraði strax. Það er ferli sem tengist endurkasti ljóss og getur komið fram samtímis.

Ljós getur ferðast í efnislegum miðlum eins og lofttæmi, vatn, loft, demantar, gler, kvars, glýserín og ýmis gagnsæ eða hálfgagnsæ efni. Í hverjum miðli ferðast ljós á mismunandi hraða.

Til dæmis brotnar ljós þegar ferðast er frá lofti til vatns, þar sem horn og ferðahraði breytast. Eftirfarandi þættir taka þátt í hvaða fyrirbæri ljósbrots sem er:

• eldingar: geislinn sem berst til yfirborðs milli miðlanna tveggja.
• brotinn geisli: Ljósgeisli sem bognar þegar bylgja fer yfir yfirborð.
• eðlilegt: Ímynduð lína hornrétt á yfirborðið, sett frá þeim stað þar sem tveir geislar mætast.
• Innfallshorn: Hornið á milli innfallsgeisla og eðlilegs.
• ljósbrotshorn: Hornið á milli brotna geislans og normalsins.

Ljósbrotsfyrirbæri

Þegar ljós fellur á yfirborð sem aðskilur tvo miðla, ss loft og vatn endurkastast hluti af innfallsljósinu, á meðan annar hluti er brotinn og fer í gegnum seinni miðilinn.

Þó að fyrirbærið ljósbrot eigi fyrst og fremst við um ljósbylgjur, þá eiga hugtökin við um hvaða bylgju sem er, þar með talið hljóð og rafsegulbylgjur.

Lögin sem Huygens leiddi af sér sem stjórna hreyfingu allra bylgna eru uppfyllt:

• Atvikið, endurkastaðir og brotnir geislar liggja í sama plani.
• Innfallshorn og endurkastshorn eru jöfn., með því að skilja hornin sem myndast af innfallsgeislinum og endurkasta geislanum, í sömu röð, hornrétt á aðskilnaðaryfirborðið sem teiknað er við innfallspunktinn.

Hraði ljóssins fer eftir miðlinum sem það ferðast um, þ þannig að því þéttara sem efnið er, því hægari er ljóshraði og öfugt. Þannig að þegar ljós fer frá þéttari miðli (lofti) yfir í þéttari miðil (gler), brotna ljósgeislarnir nálægt eðlilegum hætti, þannig að brotshornið verður minna en innfallshornið.

Á sama hátt, ef ljósgeisli fer frá þéttari miðli yfir í minna þéttan miðil, mun brotna frá hinu eðlilega, þannig að innfallshornið verði minna en brotshornið.

Mikilvægi

Við höfum þegar nefnt að ljósbrot er eðlisfræðilegt fyrirbæri sem á sér stað þegar ljós fer frá einum miðli til annars með mismunandi þéttleika. Þetta fyrirbæri skiptir miklu máli í daglegu lífi okkar og á mismunandi sviðum vísinda og tækni.

Eitt algengasta dæmið um ljósbrot er myndun regnboga. Þegar sólarljós fer í gegnum vatnsdropa í andrúmsloftinu brotnar ljósið og dreifist á mismunandi bylgjulengdir og myndar þannig litrófið sem við sjáum í regnbogum. Þetta fyrirbæri er einnig notað í linsuljósfræði og við framleiðslu á sjónrænum tækjum, svo sem myndavélarlinsur, smásjár og sjónauka.

Að auki, sjónbrot er grundvallaratriði í leiðréttingu á sjón manna. Þegar ljós kemur inn í augað okkar brotnar það í gegnum hornhimnuna og linsuna til að mynda mynd á sjónhimnunni. Ef augað brýtur ekki ljós almennilega getur það valdið sjónvandamálum eins og nærsýni, fjarsýni og astigmatism. Snertilinsur leiðrétta þessi brotavandamál og gera ljósinu kleift að brjótast rétt inn í augað.

Í iðnaði er ljósbrot notað við framleiðslu gagnsæra efna og mælingar á styrk lausna. Í læknisfræði er sjónbrot notað til að mæla þéttleika og ljósbrot líffræðilegra vefja, sem gerir kleift að greina sjúkdóma snemma.

Án ljósbrots, myndgreiningar, sjónleiðréttingar, framleiðslu á linsum og öðrum sjóntækjum, sjúkdómsgreiningu og margra annarra vísinda- og tækniframfara sem bæta lífsgæði okkar væri ekki hægt.

Dæmi um ljósbrot

Nokkur algeng dæmi um ljósbrot má finna í eftirfarandi fyrirbærum:

• Teskeið í tebolla: Þegar við setjum teskeið í tebolla getum við séð hvernig það molnar. Það eru áhrif ljósbrots sem framkallar þessa sjónblekkingu. Sama fyrirbæri gerist þegar við setjum blýant eða strá í vatnið. Þessar bognu blekkingar verða til vegna ljósbrots.
• Regnbogi: Regnbogar stafa af ljósbroti þegar það fer í gegnum örsmáa vatnsdropa sem liggja í andrúmsloftinu. Þegar ljós kemur inn á þetta svæði brotnar það niður og skapar litrík áhrif.
• sólargeisla: Þetta er regnbogalíkt fyrirbæri sem á sér stað á ákveðnum stöðum á jörðinni eða við mjög sérstakar aðstæður í andrúmsloftinu. Þetta verður til þegar ísagnir safnast fyrir í veðrahvolfinu, brjóta ljós og brjóta það upp, sem gerir það að verkum að hægt er að greina lituðu hringina í kringum ljósgjafa.
• Ljós er brotið í demant: Demantar brjóta einnig ljósið og skipta því í marga liti.
• Gleraugu og stækkunargler: Stækkunarglerin og linsurnar sem við notum eru byggðar á ljósbrotsreglunni því þau þurfa að fanga ljósið og skekkja myndina svo hægt sé að túlka hana með berum augum.
• sól í sjónum: Við getum séð sólarljósið breyta horninu og hraðanum og dreifast þegar það fer yfir yfirborðið og út á sjó.
• Ljós í gegnum litað gler: Ljósbrot á sér einnig stað í gegnum gler eða kristal, sem síar ljós og dreifir því út í umhverfið.

Ég vona að með þessum upplýsingum getið þið lært meira um sjónafdrátt og eiginleika þess.