La оптична рефракція Це явище, яке виникає, коли світло падає похило на розділову поверхню двох середовищ, тому світло змінює напрямок і швидкість. Він широко використовується в оптиці та фізиці, а також в астрономії.
Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам усе, що вам потрібно знати про оптичну рефракцію, її характеристики та важливість.
Що таке оптична рефракція
Під оптичним заломленням розуміють передачу світлових хвиль від одного матеріального середовища до іншого в процесі розповсюдження, після чого їх напрямок і швидкість негайно змінюються. Це процес, пов'язаний з відбиттям світла і може проявлятися одночасно.
Світло може поширюватися в матеріальних середовищах, таких як вакуум, вода, повітря, алмази, скло, кварц, гліцерин і різні прозорі або напівпрозорі матеріали. У кожному середовищі світло поширюється з різною швидкістю.
Наприклад, світло заломлюється при переході з повітря у воду, де змінюються кут і швидкість руху. У будь-якому явищі заломлення світла беруть участь такі елементи:
- падаюча блискавка: промінь, який досягає поверхні між двома середовищами.
- заломлений промінь: Промінь світла, який згинається під час проходження хвилі поверхнею.
- нормальний: Уявна лінія, перпендикулярна до поверхні, встановлена з точки, де зустрічаються два промені.
- Кут падіння: Кут між падаючим променем і нормаллю.
- кут заломлення: Кут між заломленим променем і нормаллю.
Явище оптичної рефракції
Коли світло падає на поверхню, яка розділяє два середовища, наприклад повітря і води, частина падаючого світла відбивається, а інша частина заломлюється і проходить через друге середовище.
Хоча явище заломлення стосується переважно світлових хвиль, ці концепції застосовуються до будь-якої хвилі, включаючи звукові та електромагнітні хвилі.
Виконуються закони, виведені Гюйгенсом, які керують рухом усіх хвиль:
- Падаючий, відбитий і заломлений промені лежать в одній площині.
- Кут падіння і кут відбивання рівні., розуміючи під такими кути, утворені падаючим променем і відбитим променем, відповідно, перпендикулярно до поверхні розділення, проведеної в точці падіння.
Швидкість світла залежить від середовища, через яке воно рухається, наприклад отже, чим щільніший матеріал, тим менша швидкість світла, і навпаки. Отже, коли світло переходить від менш щільного середовища (повітря) до більш щільного середовища (скла), світлові промені заломлюються близько до нормального, тому кут заломлення буде меншим за кут падіння.
Подібним чином, якщо промінь світла переходить із більш щільного середовища в менш щільне середовище, буде заломлюватися від нормального, так що кут падіння буде меншим за кут заломлення.
Значення
Ми вже згадували, що оптичне заломлення — це фізичне явище, яке виникає при переході світла з одного середовища в інше з різною щільністю. Це явище має велике значення в нашому повсякденному житті та в різних галузях науки й техніки.
Одним із найпоширеніших прикладів оптичної рефракції є утворення веселки. Коли сонячне світло проходить крізь краплі води в атмосфері, світло заломлюється та розсіюється на різних довжинах хвилі, таким чином створюючи спектр кольорів, які ми бачимо у веселці. Це явище також використовується в лінзовій оптиці та у виробництві оптичних інструментів, таких як об’єктиви камер, мікроскопи та телескопи.
Крім того, оптична рефракція є основою корекції людського зору. Коли світло потрапляє в наше око, воно заломлюється через рогівку та кришталик, утворюючи зображення на сітківці. Якщо око неправильно заломлює світло, це може спричинити проблеми із зором, такі як короткозорість, далекозорість та астигматизм. Контактні лінзи усувають ці проблеми з заломленням і дозволяють світлу правильно заломлюватися в оці.
У промисловості оптична рефракція використовується для виготовлення прозорих матеріалів і вимірювання концентрації розчинів. У медицині оптична рефракція використовується для вимірювання щільності та заломлення біологічних тканин, дозволяє раннє виявлення захворювань.
Без оптичної рефракції зображення, корекція зору, виробництво лінз та інших оптичних інструментів, виявлення хвороб і багато інших науково-технічних досягнень, які покращують якість нашого життя, були б неможливими.
Приклади оптичної рефракції
Деякі загальні приклади оптичної рефракції можна знайти в таких явищах:
- Чайна ложка в чайній чашці: Коли ми кладемо чайну ложку в чашку з чаєм, ми бачимо, як вона кришиться. Це ефект заломлення світла, який створює цю оптичну ілюзію. Те саме явище відбувається, коли ми кладемо олівець або соломинку у воду. Ці вигнуті ілюзії створюються завдяки заломленню світла.
- Веселка: Веселка виникає внаслідок заломлення світла, яке проходить крізь дрібні крапельки води, зважені в атмосфері. Коли світло потрапляє в цю область, воно руйнується та створює барвисті ефекти.
- сонячний ореол: Це явище, схоже на веселку, яке відбувається в певних частинах земної кулі або за дуже специфічних атмосферних умов. Це створюється, коли частинки льоду накопичуються в тропосфері, заломлюючи світло та розбиваючи його, дозволяючи розрізнити кольорові кільця навколо джерел світла.
- Світло заломлюється в алмазі: Діаманти також заломлюють світло, розділяючи його на кілька кольорів.
- Окуляри та лупи: Збільшувальні окуляри та лінзи, які ми використовуємо, засновані на принципі заломлення світла, оскільки вони повинні вловлювати світло та спотворювати зображення, щоб його можна було інтерпретувати неозброєним оком.
- сонце в морі: Ми бачимо, як сонячне світло змінює кут і швидкість, а також розсіюється, коли воно проходить через поверхню та виходить у море.
- Світло крізь вітражі: Заломлення світла також відбувається через скло або кришталь, які фільтрують світло та розсіюють його в навколишнє середовище.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про оптичне втягування та його характеристики.