La 광학 굴절 빛이 두 매질의 분리면에 비스듬히 떨어지면서 빛의 방향과 속도가 바뀌는 현상이다. 그것은 천문학뿐만 아니라 광학 및 물리학에서도 널리 사용됩니다.
따라서 우리는 광학 굴절, 그 특성 및 중요성에 대해 알아야 할 모든 것을 설명하기 위해 이 기사를 바칠 것입니다.
광학 굴절이란 무엇입니까
광학 굴절은 전파 과정에서 한 물질 매체에서 다른 물질 매체로 광파가 전달된 후 방향과 속도가 즉시 변경되는 것을 말합니다. 그것은 빛의 반사와 관련된 과정이며 동시에 나타날 수 있습니다.
빛은 다음과 같은 물질 매체에서 이동할 수 있습니다. 진공, 물, 공기, 다이아몬드, 유리, 석영, 글리세린 및 다양한 투명 또는 반투명 재료. 각 매질에서 빛은 서로 다른 속도로 이동합니다.
예를 들어 빛은 공기에서 물로 이동할 때 굴절되며 이동 각도와 속도가 변경됩니다. 다음 요소는 광 굴절 현상에 참여합니다.
- 사건 번개: 두 매체 사이의 표면에 도달하는 광선.
- 굴절 광선: 파동이 표면을 가로질러 이동할 때 구부러지는 광선.
- 표준: 두 개의 광선이 만나는 지점에서 설정된 표면에 수직인 가상의 선.
- 입사각: 입사 광선과 법선 사이의 각도.
- 굴절각: 굴절된 광선과 법선 사이의 각도입니다.
광학 굴절 현상
다음과 같이 두 매체를 분리하는 표면에 빛이 떨어질 때 공기와 물, 입사광의 일부가 반사되고, 다른 부분은 굴절되어 두 번째 매질을 통과합니다.
굴절 현상은 주로 광파에 적용되지만 개념은 음파와 전자기파를 포함한 모든 파동에 적용됩니다.
모든 파동의 움직임을 지배하는 호이겐스가 추론한 법칙이 충족됩니다.
- 입사 광선, 반사 광선 및 굴절 광선은 동일한 평면에 있습니다.
- 입사각과 반사각은 같다., 이러한 입사광선과 반사광선이 각각 입사점에서 그리는 분리면에 수직으로 이루는 각도로 이해한다.
빛의 속도는 빛이 이동하는 매질에 따라 달라집니다. 따라서 물질의 밀도가 높을수록 빛의 속도는 느려지고 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 빛이 밀도가 낮은 매질(공기)에서 밀도가 높은 매질(유리)로 이동할 때 광선은 법선에 가깝게 굴절되므로 굴절각은 입사각보다 작습니다.
마찬가지로 빛이 밀도가 높은 매질에서 밀도가 낮은 매질로 통과하면 정상에서 굴절됩니다, 입사각이 굴절각보다 작아야 합니다.
의의
우리는 이미 광학 굴절이 빛이 밀도가 다른 한 매질에서 다른 매질로 통과할 때 발생하는 물리적 현상이라고 언급했습니다. 이 현상은 우리의 일상 생활과 다양한 과학 기술 분야에서 매우 중요합니다.
광학 굴절의 가장 일반적인 예 중 하나는 무지개의 형성입니다. 햇빛이 대기 중의 물방울을 통과하면 빛이 굴절되고 다른 파장으로 산란되어 무지개에서 볼 수 있는 색상 스펙트럼이 생성됩니다. 이 현상은 렌즈 광학 및 카메라 렌즈, 현미경, 망원경과 같은 광학 기기 제조에도 사용됩니다.
또한, 광학 굴절은 인간의 시력 교정에 기본입니다.. 빛이 우리 눈에 들어오면 각막과 수정체를 통해 굴절되어 망막에 이미지가 형성됩니다. 눈이 빛을 제대로 굴절시키지 못하면 근시, 원시, 난시와 같은 시력 문제가 발생할 수 있습니다. 콘택트렌즈는 이러한 굴절 문제를 교정하고 빛이 적절하게 눈으로 굴절되도록 합니다.
산업계에서 광학 굴절은 투명한 물질의 제조와 용액의 농도 측정에 사용됩니다. 의학에서 광학 굴절은 생체 조직의 밀도와 굴절을 측정하는 데 사용되며, 질병의 조기 발견을 가능하게 합니다.
광학 굴절, 이미징, 시력 교정, 렌즈 및 기타 광학 기기 제조, 질병 감지 및 삶의 질을 향상시키는 기타 많은 과학 기술 발전이 없다면 불가능할 것입니다.
광학 굴절의 예
광학 굴절의 몇 가지 일반적인 예는 다음 현상에서 찾을 수 있습니다.
- 찻잔에 작은 술: 차 한잔에 티스푼을 넣으면 어떻게 부서지는지 알 수 있습니다. 이 착시 현상을 일으키는 것은 빛의 굴절 효과입니다. 연필이나 빨대를 물 속에 집어넣어도 같은 현상이 일어난다. 이러한 곡선 환상은 빛의 굴절로 인해 생성됩니다.
- 무지개: 무지개는 빛이 대기 중에 떠 있는 작은 물방울을 통과할 때 굴절되어 발생합니다. 이 영역에 빛이 들어오면 분해되어 다채로운 효과를 만들어냅니다.
- 태양 후광: 이것은 지구의 특정 지역이나 매우 특정한 대기 조건에서 발생하는 무지개와 같은 현상입니다. 이것은 얼음 입자가 대류권에 축적되어 빛을 굴절시키고 깨뜨릴 때 만들어지며 광원 주위의 색 고리를 구별할 수 있게 합니다.
- 빛은 다이아몬드에서 굴절됩니다.: 다이아몬드는 또한 빛을 굴절시켜 여러 색상으로 나눕니다.
- 안경 및 돋보기: 우리가 사용하는 돋보기나 렌즈는 빛의 굴절 원리에 기반을 두고 있는데, 빛을 잡아 육안으로 해석할 수 있도록 이미지를 왜곡해야 하기 때문입니다.
- 바다의 태양: 햇빛이 지표면을 가로질러 바다로 나가면서 각도와 속도가 변하고 흩어지는 것을 볼 수 있습니다.
- 스테인드 글라스를 통한 빛: 빛의 굴절은 빛을 걸러내고 환경으로 확산시키는 유리나 크리스탈을 통해서도 발생합니다.
이 정보를 통해 광학 후퇴와 그 특성에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.