ოპტიკური რეფრაქცია

La ოპტიკური რეფრაქცია ეს არის ფენომენი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სინათლე ირიბად ეცემა ორი მედიის განცალკევებულ ზედაპირზე, ამიტომ სინათლე იცვლის მიმართულებას და სიჩქარეს. იგი ფართოდ გამოიყენება ოპტიკასა და ფიზიკაში, ასევე ასტრონომიაში.

ამიტომ, ჩვენ მივუძღვნით ამ სტატიას, რათა მოგიყვეთ ყველაფერი, რაც უნდა იცოდეთ ოპტიკური რეფრაქციის, მისი მახასიათებლებისა და მნიშვნელობის შესახებ.

რა არის ოპტიკური რეფრაქცია

ოპტიკური რეფრაქცია გულისხმობს სინათლის ტალღების გადატანას ერთი მატერიალური საშუალებიდან მეორეზე გამრავლების პროცესში და შემდეგ მათი მიმართულება და სიჩქარე დაუყოვნებლივ იცვლება. ეს არის პროცესი, რომელიც დაკავშირებულია სინათლის ანარეკლთან და შეიძლება გამოვლინდეს ერთდროულად.

სინათლეს შეუძლია იმოგზაუროს მატერიალურ მედიაში, როგორიცაა ვაკუუმი, წყალი, ჰაერი, ბრილიანტი, მინა, კვარცი, გლიცერინი და სხვადასხვა გამჭვირვალე ან გამჭვირვალე მასალები. თითოეულ გარემოში სინათლე მოძრაობს სხვადასხვა სიჩქარით.

მაგალითად, სინათლე ირღვევა ჰაერიდან წყალში გადაადგილებისას, სადაც იცვლება მოგზაურობის კუთხე და სიჩქარე. სინათლის გარდატეხის ნებისმიერ ფენომენში მონაწილეობენ შემდეგი ელემენტები:

• ინციდენტი ელვა: სხივი, რომელიც აღწევს ზედაპირს ორ მედიას შორის.
• რეფრაქციული სხივი: სინათლის სხივი, რომელიც იხრება, როდესაც ტალღა მოძრაობს ზედაპირზე.
• ნორმალური: წარმოსახვითი ხაზი ზედაპირის პერპენდიკულარული, დადგენილი წერტილიდან, სადაც ორი სხივი ხვდება.
• დაცემის კუთხე: კუთხე ჩავარდნილ სხივსა და ნორმას შორის.
• გარდატეხის კუთხე: კუთხე რეფრაქციულ სხივსა და ნორმას შორის.

ოპტიკური რეფრაქციის ფენომენი

როდესაც სინათლე ეცემა ზედაპირზე, რომელიც ჰყოფს ორ მედიას, მაგ ჰაერი და წყალი, ინციდენტური სინათლის ნაწილი აირეკლება, ხოლო მეორე ნაწილი ირღვევა და გადის მეორე გარემოში.

მიუხედავად იმისა, რომ გარდატეხის ფენომენი ძირითადად ეხება სინათლის ტალღებს, ცნებები ვრცელდება ნებისმიერ ტალღაზე, მათ შორის ხმის და ელექტრომაგნიტურ ტალღებზე.

ჰიუგენსის მიერ გამოტანილი კანონები, რომლებიც მართავს ყველა ტალღის მოძრაობას, შესრულებულია:

• ინციდენტი, არეკლილი და გარდატეხილი სხივები ერთ სიბრტყეშია.
• დაცემის კუთხე და არეკვლის კუთხე ტოლია., ამგვარად გაგება შემხვედრი სხივის და არეკლილი სხივის მიერ წარმოქმნილი კუთხეების, შესაბამისად, პერპენდიკულარული დაცემის წერტილში დახატული გამყოფი ზედაპირის მიმართ.

სინათლის სიჩქარე დამოკიდებულია გარემოზე, რომლითაც ის მოძრაობს რაც უფრო მკვრივია მასალა, მით უფრო ნელია სინათლის სიჩქარე და პირიქით. ასე რომ, როდესაც სინათლე მიემგზავრება ნაკლებად მკვრივი გარემოდან (ჰაერი) უფრო მკვრივ გარემოში (მინა), სინათლის სხივები ირღვევა ნორმასთან ახლოს, ამიტომ გარდატეხის კუთხე ნაკლები იქნება დაცემის კუთხეზე.

ანალოგიურად, თუ სინათლის სხივი გადადის უფრო მკვრივი გარემოდან ნაკლებად მკვრივ გარემოში, დაირღვევა ნორმალურიდანისე, რომ დაცემის კუთხე ნაკლები იქნება გარდატეხის კუთხეზე.

მნიშვნელობა

ჩვენ უკვე აღვნიშნეთ, რომ ოპტიკური რეფრაქცია არის ფიზიკური ფენომენი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სინათლე გადადის ერთი საშუალოდან მეორეზე სხვადასხვა სიმკვრივით. ამ ფენომენს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში და მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სხვადასხვა დარგში.

ოპტიკური რეფრაქციის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული მაგალითია ცისარტყელას წარმოქმნა. როდესაც მზის შუქი გადის წყლის წვეთებში ატმოსფეროში, სინათლე ირღვევა და იფანტება სხვადასხვა ტალღის სიგრძეზე, რითაც იქმნება ფერთა სპექტრი, რომელსაც ცისარტყელაში ვხედავთ. ეს ფენომენი ასევე გამოიყენება ლინზების ოპტიკაში და ოპტიკური ინსტრუმენტების წარმოებაში, როგორიცაა კამერის ლინზები, მიკროსკოპები და ტელესკოპები.

გარდა ამისა, ოპტიკური რეფრაქცია ფუნდამენტურია ადამიანის ხედვის კორექციაში. როდესაც სინათლე ჩვენს თვალში შედის, ის ირღვევა რქოვანას და ლინზებში, რათა შეიქმნას გამოსახულება ბადურაზე. თუ თვალი სათანადოდ არ არღვევს შუქს, ამან შეიძლება გამოიწვიოს მხედველობის პრობლემები, როგორიცაა ახლომხედველობა, შორსმხედველობა და ასტიგმატიზმი. კონტაქტური ლინზები ასწორებს ამ რეფრაქციულ პრობლემებს და საშუალებას აძლევს შუქს სათანადოდ გადაიხადოს თვალში.

ინდუსტრიაში, ოპტიკური რეფრაქცია გამოიყენება გამჭვირვალე მასალების წარმოებაში და ხსნარების კონცენტრაციის გაზომვისას. მედიცინაში ოპტიკური რეფრაქცია გამოიყენება ბიოლოგიური ქსოვილების სიმკვრივისა და რეფრაქციის გასაზომად. დაავადების ადრეული გამოვლენის საშუალებას იძლევა.

ოპტიკური რეფრაქციის, გამოსახულების, მხედველობის კორექციის, ლინზების და სხვა ოპტიკური ინსტრუმენტების წარმოების, დაავადების გამოვლენის და მრავალი სხვა სამეცნიერო და ტექნოლოგიური მიღწევების გარეშე, რომელიც აუმჯობესებს ჩვენი ცხოვრების ხარისხს, შეუძლებელი იქნებოდა.

ოპტიკური რეფრაქციის მაგალითები

ოპტიკური რეფრაქციის რამდენიმე გავრცელებული მაგალითი შეიძლება მოიძებნოს შემდეგ ფენომენებში:

• ჩაის კოვზი ჩაის ჭიქაში: როდესაც ჩაის კოვზს ჩაის ჭიქაში ჩავსვამთ, ვხედავთ, როგორ იშლება. ეს არის სინათლის რეფრაქციის ეფექტი, რომელიც ქმნის ამ ოპტიკურ ილუზიას. იგივე ფენომენი ხდება, როდესაც წყალში ფანქარს ან ჩალას ჩავსვამთ. ეს მოხრილი ილუზიები იქმნება სინათლის რეფრაქციის გამო.
• Ცისარტყელა: ცისარტყელა გამოწვეულია სინათლის რეფრაქციის შედეგად, როდესაც ის გადის ატმოსფეროში შეჩერებულ წყლის პაწაწინა წვეთებში. როდესაც სინათლე შედის ამ მხარეში, ის იშლება და ქმნის ფერად ეფექტებს.
• მზის ჰალო: ეს არის ცისარტყელის მსგავსი ფენომენი, რომელიც ხდება დედამიწის გარკვეულ ნაწილში ან ძალიან სპეციფიკურ ატმოსფერულ პირობებში. ეს იქმნება მაშინ, როდესაც ყინულის ნაწილაკები გროვდება ტროპოსფეროში, არღვევს შუქს და არღვევს მას, რაც შესაძლებელს ხდის განასხვავოს ფერადი რგოლები სინათლის წყაროების გარშემო.
• ბრილიანტში სინათლე ირღვევა: ბრილიანტი ასევე არღვევს სინათლეს, ყოფს მას მრავალ ფერად.
• სათვალეები და გამადიდებელი სათვალეები: გამადიდებელი სათვალეები და ლინზები, რომლებსაც ჩვენ ვიყენებთ, ეფუძნება სინათლის რეფრაქციის პრინციპს, რადგან მათ უნდა დაიჭირონ შუქი და დაამახინჯონ გამოსახულება ისე, რომ მისი ინტერპრეტაცია შეუიარაღებელი თვალით იყოს შესაძლებელი.
• მზე ზღვაში: ჩვენ შეგვიძლია დავინახოთ მზის შუქი, რომელიც ცვლის კუთხეს და სიჩქარეს და იფანტება, როდესაც ის გადის ზედაპირზე და ზღვაში.
• სინათლე ვიტრაჟებით: სინათლის გარდატეხა ასევე ხდება მინის ან ბროლის მეშვეობით, რომელიც ფილტრავს სინათლეს და ავრცელებს მას გარემოში.

ვიმედოვნებ, რომ ამ ინფორმაციის საშუალებით თქვენ შეძლებთ მეტი გაიგოთ ოპტიკური რეტრაქციისა და მისი მახასიათებლების შესახებ.