Snell likums ir atkarīgs no tā likums refrakcijas, jo tā var paredzēt gaismas stara līkuma daudzumu. Refrakcijas likums nav nekas cits kā gaismas stara locīšana, kad tas pārvietojas starp diviem dažādiem nesējiem, piemēram, ūdeni, stiklu vai gaisu utt. (No vienas barotnes uz citu barotnes veidu). Šis likums nosaka sakarību starp krītošā staru (gaismas) leņķi un raidītā staru (gaismas) leņķi, kad tie saskaras abos dažādos vidēs. Parādību likumu var ievērot visu veidu materiālos, it īpaši šķiedru optikas kabeļos. Willebrord Snell atzītais refrakcijas likums 1621. gadā un vēlāk to nosauca par Snell likumu. Tas var aprēķināt gaismas ātrumu un refrakcijas indeksu, kad materiāls vai gaismas stars saskarne divos dažādos nesējos caur robežlīniju. Šajā rakstā ir aprakstīta visa Snell's Law darblapa.
Kas ir Snell likums?
Definīcija: Snell likumu sauc arī par refrakcijas likumu vai Snell's Descartes. To definē kā krituma refrakcijas leņķa sinusu attiecību, kas vienāda ar refrakcijas indeksu vai fāzes ātrumu savstarpējo attiecību, kad gaismas stars pārvietojas no viena barotnes uz citu barotnes tipu. Tas dod sakarību starp krituma leņķi un refrakcijas leņķi, kad gaismas stars pārvietojas starp divām izotropiskām barotnēm. Arī krituma stara leņķis un refrakcijas leņķis ir nemainīgs.
Snell’s Law Formula
Snella likuma formula ir
Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2
vai
Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1
vai
Sin i / sinus r = konstante = c
Šeit konstante attiecas uz divu nesēju refrakcijas rādītājiem
Kur α1 = krituma stara leņķis
α2 = refrakcijas leņķis
V1 un V2 = divu dažādu barotņu fāzes ātrumi
n1 un n2 = divu dažādu nesēju refrakcijas indeksi
Snella likuma vienādojums
Šis vienādojums dod sakarību starp krituma leņķi un pārnešana vienāds ar katras vides refrakcijas indeksu. Tas tiek dots kā
Bez α1 / Bez α2 = n2 / n1
Šeit ‘α1’ mēra kritiena leņķi
‘Α2’ mēra refrakcijas leņķi
‘N1’ mēra pirmā barotnes refrakcijas indeksu
‘N2’ mēra otrā barotnes refrakcijas indeksu.
Atvasinājums
Būtībā Snell’s likuma atvasinājums ir atvasināts no Fermat principa. Fermat princips ir definēts kā gaisma pārvietojas īsākajā ceļā ar nelielu laika daudzumu. Apsveriet pastāvīgo gaismas staru pārvietošanos no vienas vides uz citu barotni caur noteiktu normālu līniju vai robežlīniju, kā parādīts attēlā.
Snell's Law pastāvīgais gaismas stars
Kad gaismas stars šķērso robežas līniju, tas tiek lauzts ar mazāku vai lielāku leņķi. Nokrišanas un refrakcijas leņķi mēra attiecībā pret normālo līniju.
Saskaņā ar šo likumu šos leņķus un refrakcijas indeksus var atvasināt no šādas formulas.
Bez α1 / Bez α2 = n2 / n1
Gaismas ātrums ir atkarīgs no divu nesēju laušanas koeficienta
Bez α1 / Bez α2 = V1 / V2
Kur ‘α1’ un ‘α2’ ir krituma un refrakcijas leņķi.
‘N1’ un ‘n2’ ir pirmās un otrās barotnes refrakcijas rādītāji
‘V1’ un ‘V2’ nosaka gaismas stara ātrumu vai ātrumu.
Refrakcija
Snell refrakcijas likums notiek, kad gaismas staru ātrums mainās, pārejot no viena barotnes uz citu barotni. Šo likumu var saukt arī par Snell refrakcijas likumu. Tas notiek, kad gaismas ātrums mainās, ceļojot pa diviem dažādiem nesējiem.
Gaismas ceļošana Snella likumā
Apsveriet divus dažādus gaisa un ūdens nesējus. Kad gaisma pārvietojas no pirmās barotnes (gaisa) uz otro (ūdens) barotni, gaismas stars tiek lauzts uz saskarni vai prom no tās (normālā līnija). Refrakcijas leņķis ir atkarīgs no abu barotņu relatīvā laušanas koeficienta. Refrakcijas leņķis ir liels, kad gaismas stars izplatās prom no normālā. Kad otrā materiāla laušanas koeficients ir augstāks par pirmā materiāla laušanas koeficientu, tad lauztais stars izplatās normālā virzienā un refrakcijas leņķis ir mazs. Tas dod pilnīgu iekšējo refleksiju.
Tas nozīmē, ka, kad gaismas stars virzās no zemākas vides uz augstāku barotni, tas attiecībā pret saskarni noliecas pret normālu. Materiāla laušanas koeficients ir atkarīgs no viļņa garuma. Ja viļņa garums ir augsts, refrakcijas indekss būtu zems. Refrakcijas indeksu var mainīt no vienas barotnes uz citu. Piemēram, vakuums = 1, gaiss = 1,00029, ūdens = 1,33, stikls = 1,49, alkohols = 1,36, glicerīns = 1,4729, dimants = 2,419.
Gaismas stara ātrums izplatās no vienas barotnes uz citu barotnes izmaiņām un ir atkarīgs no izmantotā materiāla laušanas koeficienta. Tātad šī likuma laušana var noteikt lauztā stara ātrumu no saskarnes virsmas. Visbeidzot, tiek novērots, ka Snell refrakcijas likumu var piemērot jebkura veida materiālam vai videi.
Piemērs
Snell likumu piemērus galvenokārt var novērot optisko šķiedru kabeļos, visos jautājumos un materiālos. To lieto optiskais tādas ierīces kā brilles, fotokameras, kontaktlēcas un varavīksnes.
Vissvarīgākais piemērs ir refraktometra instruments, ko izmanto, lai aprēķinātu šķidrumu refrakcijas indeksu.
Snell’s likuma teorija tiek izmantota telekomunikāciju sistēmās un datu pārraides sistēmās ar ātrgaitas serveriem.
Snell’s Law darblapa
Atrodiet krituma leņķi, ja lauztais stars ir 14 grādos, refrakcijas indekss ir 1,2.
Refrakcijas sinusa leņķis 1 = 14 grādi
Refrakcijas indekss c = 1,2
No krāpšanās likuma
Grēks i / grēks r = c
Grēks i / grēks 14 = 1
Grēks i = 1,2 x grēks 14
Grēks i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Tādējādi i = 16,7 grādi.
Atrodiet barotnes refrakcijas indeksu, ja krituma leņķis ir 25 grādi un refrakcijas leņķis ir 32 grādi
Ņemot vērā grēku, i = 25 grādi
Bez r = 32 grādi
Pastāvīgs refrakcijas indekss = c =?
No Snell likuma
Grēks i / grēks r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Atrodiet refrakcijas leņķi, ja krišanas leņķis ir 45 grādi, krītošā stara refrakcijas indekss ir 1,00 un lauztā stara refrakcijas indekss ir 1,33.
Ņemot vērā grēku α1 = 45 grādi
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Bez α2 =?
No krāpšanās likuma
n1 bez α1 = n2 bez α2
1 x grēks (45 grādi) = 1,33 x grēks α2
0,707 = 1,33 x sin α2
Bez α2 = 0,53
α2 = 32,1 grādi
Tādējādi tas ir viss pārskats par snell likumu - definīcija, formula, vienādojums, atvasinājums, refrakcija un darblapa. Šeit jums ir jautājums: 'Kādas ir Snell refrakcijas likuma priekšrocības un trūkumi?'
