Mikä vaikuttaa valon taittokulmaan?

Kuvittele lusikka, joka on asetettu puoleen lasilliseen vettä. Lusikka näyttää taipuvan ilma-vesi-rajalla. Tämä johtuu siitä, että valonsäteet, jotka saavuttavat silmäsi veden alla, muuttavat suuntaa, kun ne kulkevat ilmaan. Tämä ilmiö tunnetaan taittumisena. On olemassa useita tekijöitä, jotka määräävät, missä kulmassa valonsäde taipuu kulkiessaan väliaineesta toiseen.

Jos valonsäde siirtyy väliaineesta toiseen - esimerkiksi ilmasta lasiin - kohtisuorassa väliaineen väliseen pintaan, se ei muuta suuntaa, vaan kulkee suoraan läpi. Jos se kuitenkin osuu pintaan kohtisuoraan nähden, se muuttaa suuntaa siirtyessään toiseen väliaineeseen. Kulmaa, jonka valonsäde saavuttaa kohtisuorassa ensimmäisessä väliaineessa, kutsutaan tulokulmaksi. Kulmaa, jonka valonsäde tekee kohtisuoraan toisessa väliaineessa, kutsutaan taitekulmaksi. Tulokulman (i) ja taittokulman (r) suhde annetaan Snellin lailla: sin (r) / sin (i) = ni / nr, jossa ni on ensimmäisen väliaineen taitekerroin ja nr on toisen väliaineen taitekerroin. Kiinteälle mediaparille ni / nr on kiinteä. Joten on selvää, että kun tulokulma i muuttuu, myös taitekulma r muuttuu.

instagram story viewer

Snellin laista näet, että taittokulma riippuu kahden väliaineen taitekerrointen suhteesta ni / nr. Jos nr on suurempi kuin ni - esimerkiksi kun valo kulkee ilmasta (ni = 1,0) lasiin (ni = 1,5) - taitekulma on pienempi kuin tulokulma, ts. valonsäde taipuu kohti kohtisuoraa kahden väliaineen välistä pintaa kohti, kun se ylittää toisen keskipitkällä. Jos nr on pienempi kuin ni, toiseen väliaineeseen tuleva valonsäde taipuu pois kohtisuorasta kahden väliaineen väliseen pintaan nähden.

Taittokulma riippuu myös valon aallonpituudesta. Eri väreillä näkyvällä valolla on erilaiset aallonpituudet ja hieman erilaiset taitekertoimet. Ero on niin pieni, että et näe sitä, kun valkoinen valo kulkee esimerkiksi tasaisen lasilevyn läpi. Mutta kun valkoinen valo kulkee prisman läpi ja taittuu kahdesti kahdella pinnalla, kukin väri taipuu eri kulmassa ja näet selvästi erilliset värit.

Joissakin erikoistapauksissa taittokerroin väliaineessa voi riippua siitä, mihin suuntaan valo kulkee väliaineen läpi. Tietyillä mineraalikiteillä on kaksi erillistä taitekerrointa kahteen suuntaan, ja ne tunnetaan kaksisuuntaisina materiaaleina. Esimerkiksi turmaliini on kide, jolla on kaksi taitekerrointa: 1,669 ja 1,638. Näiden materiaalien taittokulma riippuu väliaineen ja kiteen erityisakselien välisen rajan suunnasta.

Teachs.ru
  • Jaa
instagram viewer