Snelli seadus

Snelli murdumisseadus on teaduslik seadus valguse või muude lainete murdumise kohta. Optikas käsitleb Snelli seadus valguse kiirust erinevates keskkondades. Seadus sätestab, et kui valgus läbib erinevaid materjale (näiteks õhust klaasini), ei muutu langemisnurga (sissetuleva) ja murdumisnurga (väljamineva) siinuste suhe:

sin θ 1 sin θ 2 = v 1 v 2 = n 2 n 1 {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}} {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}}

Iga θ {\displaystyle \theta } {\displaystyle \theta }on nurk, mis on mõõdetud piirpinna normaalist, v {\displaystyle v}{\displaystyle v} on valguse kiirus vastavas keskkonnas (SI-ühikud on meetrit sekundis ehk m/s). n {\displaystyle n}n on keskkonna murdumisnäitaja.

Vaakumi murdumisnäitaja on 1 ja valguse kiirus vaakumis on c {\displaystyle c}{\displaystyle c} . Kui laine läbib materjali, mille murdumisnäitaja on n, muutub laine kiirus c n {\displaystyle {\frac {c}{n}}}. {\displaystyle {\frac {c}{n}}}.

Snelli seadust saab tõestada Fermat' printsiibi abil. Fermat' printsiip ütleb, et valgus liigub mööda teed, mis võtab kõige vähem aega.

Valguskiir tabab klaasprisma ja murdub.Zoom
Valguskiir tabab klaasprisma ja murdub.

Valguse murdumine kahe erineva murdumisnäitajaga keskkonna vahelisel piiril, kus n2 > n1Zoom
Valguse murdumine kahe erineva murdumisnäitajaga keskkonna vahelisel piiril, kus n2 > n1

Ajalugu

Sellel ideel on pikk ajalugu. Sellele probleemile pöörasid tähelepanu Aleksandria Hero, Ptolemaios, Ibn Sahl ja Huygens. Ibn Sahl avastas tegelikult murdumisseaduse. Huygens näitas 1678. aasta teoses "Traité de la Lumiere", kuidas Snelli siniseadust saab seletada valguse lainepõhisusega või tuletada sellest.

Küsimused ja vastused

K: Mis on Snelli murdumisseadus?


V: Snelli murdumisseadus on teaduslik seadus valguse või muude lainete murdumise kohta. Optikas sätestab see, et kui valgus läbib erinevaid materjale, ei muutu langus- ja murdumisnurkade siinuste suhe.

K: Kuidas saab Snelli seadust tõestada?


V: Snelli seadust saab tõestada Fermat' printsiibi abil, mis ütleb, et valgus liigub mööda teed, mis võtab kõige vähem aega.

K: Mis on Fermat' printsiip?


V: Fermat' printsiip ütleb, et valgus liigub mööda teed, mis võtab kõige vähem aega.

K: Mis on n ja v Snelli seaduses?


V: n on keskkonna murdumisnäitaja ja v on valguse kiirus vastavas keskkonnas (mõõdetuna meetrites sekundis).

K: Mida tähistab c Snelli seaduses?


V: c tähistab valguse kiirust vaakumis, mille murdumisnäitaja on võrdne 1.

K: Kuidas arvutatakse kiirust, kui laine läbib materjali, mille murdumisnäitaja on n?


V: Kiirus muutub c/n, kui laine läbib materjali, mille murdumisnäitaja on n.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3