Kluczowa różnica – kąt padania vs kąt załamania
Kluczową różnicą między kątem padania a kątem załamania jest sekwencyjna kolejność dwóch kątów, utworzona na interfejsie mediów przez falę.
Refrakcja jest właściwością fal. Fala może mieć różne prędkości dla różnych mediów. Zmiana prędkości na granicy ośrodka powoduje załamanie się fali. Ten artykuł jest szczególnie skoncentrowany na promieniach świetlnych, dla uproszczenia.
Definicja kąta padania i kąta załamania
Kąt padania to kąt między normalną na interfejsie a promieniem padającym.
Kąt załamania jest definiowany jako kąt między normalną na granicy faz a załamanym promieniem. Kąty można mierzyć dowolną jednostką, ale tutaj używane są stopnie. Najpierw rzućmy okiem na prawa załamania.
- Promień padający, promień załamany i normalna na interfejsie leżą w tej samej płaszczyźnie.
- Sinus kąta padania(i) do kąta załamania(r) na granicy faz pozostaje w stałej zależności. Ta stała nazywana jest współczynnikiem załamania światła drugiego ośrodka w stosunku do pierwszego ośrodka.
Miej na uwadze właściwość odwracalności światła. Jeśli po prostu odwrócimy kierunek promienia światła, uznając obecny koniec za początek, a obecny początek za koniec, promień światła będzie podążał tą samą ścieżką.
Kształtowanie kąta padania i kąta załamania
Różnica między promieniem padającym a załamanym zależy od tego, czy promień światła dociera do interfejsu, czy też go opuszcza. Wyobraź sobie promień świetlny jako strumień fotonów. Strumień cząstek uderza w interfejs, tworząc określony kąt z normalną, a następnie opada w inne medium, tworząc zasadniczo inny kąt z normalną.
Kąt padania może być zmieniany ręcznie, ponieważ jest niezależny od medium. Ale kąt załamania jest określony przez współczynniki załamania mediów. Większa różnica między współczynnikami załamania, większa różnica między kątami.
Lokalizacja kąta padania i kąta załamania względem interfejsu
Jeżeli promień światła przechodzi ze średniego1 do średniego2, kąt padania leży w ośrodku1, a kąt załamania leży w ośrodku2 i na odwrót w celu wymiany ośrodków.
Oba kąty są wykonane z normalną na styku mediów. W zależności od względnego współczynnika załamania, załamany promień świetlny może mieć kąt większy lub mniejszy niż kąt padającego promienia świetlnego.
Wartości kąta padania i kąta załamania
Refrakcja z rzadszego na gęstsze medium
Kątowi padania można przypisać dowolną wartość z zakresu od 0 do 90 stopni, ale załamany promień nie może przyjąć żadnej wartości, jeśli promień światła pochodzi z rzadszego ośrodka. W całym zakresie kąta padania kąt załamania osiąga wartość maksymalną, która jest dokładnie taka sama jak kąt krytyczny opisany poniżej.
Refrakcja z gęstszego do rzadszego medium
Powyższe nie dotyczy sytuacji, w której promień światła pochodzi z gęstszego ośrodka. Gdy stopniowo zwiększamy kąt padania, zobaczymy, że kąt załamania również szybko rośnie, aż do osiągnięcia pewnej wartości kąta padania. Pod tym krytycznym kątem (c) padającego promienia załamany promień świetlny osiąga swoją maksymalną wartość 90 stopni (promień załamany biegnie wzdłuż granicy faz) i na chwilę zanika. Jeśli spróbujemy jeszcze bardziej zwiększyć kąt padania, zobaczymy nagłe pojawienie się promienia odbitego w gęstszym ośrodku, tworząc ten sam kąt zgodnie z prawami odbicia. Kąt padania w tym punkcie nazywany jest kątem krytycznym i nie będzie więcej załamania.
Podsumowując, można zauważyć, choć inaczej skategoryzowane, oba te zjawiska są tylko wynikiem odwracalności światła.
Kluczowa różnica
Kluczową różnicą między kątem padania a kątem załamania jest sekwencyjna kolejność dwóch kątów, utworzona na interfejsie mediów przez falę.
Obraz dzięki uprzejmości: „Snells law2” autorstwa Olega Alexandrova – Właśnie poprawiłem oryginał – Obrócona i podrasowana wersja en:Image:Snells law.svg, ta sama licencja. (domena publiczna) przez Commons „RefractionReflextion” autorstwa Josell7 – Praca własna. (CC BY-SA 3.0) przez Commons
