Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom komt een lichtstraal incident op rechthoekig glazen plaat ondergedompeld in elk medium, even parallel aan zichzelf?

Dit is de reden waarom een ​​lichtstraal incident op een rechthoekige glazen plaat is ondergedompeld in elk medium komt parallel aan zichzelf op:

Inzicht in de principes

* breking: Wanneer licht van het ene medium naar het andere gaat (zoals lucht naar glas), verandert de snelheid ervan. Deze verandering in snelheid zorgt ervoor dat de lichtstraal buigt, een fenomeen dat breking wordt genoemd. De hoeveelheid buiging hangt af van de invalshoek en de brekingsindices van de twee media.

* de wet van Snell: Deze wet beschrijft de relatie tussen de hoeken van incidentie en breking, en de brekingsindices van de twee media:

* n₁sinθ₁ =n₂sinθ₂

waar:

* N₁ en N₂ zijn de brekingsindices van respectievelijk het eerste en tweede medium.

* θ₁ is de invalshoek.

* θ₂ is de spreekhoek.

Het scenario

1. het invoeren van de plaat: Wanneer een lichtstraal de glazen plaat van een ander medium binnenkomt, buigt deze naar de normale (een denkbeeldige lijn loodrecht op het oppervlak) vanwege de hogere brekingsindex van glas.

2. Reizen door de plaat: De lichtstraal blijft door het glas reizen en handhaaft een recht pad (totdat deze de volgende interface tegenkomt).

3. De plaat verlaten: Wanneer de lichtstraal de glazen plaat verlaat en terugkeert naar het oorspronkelijke medium (bijvoorbeeld lucht), buigt deze weg van de normale. De hoeveelheid buiging is gelijk en tegengesteld aan de buiging die plaatsvond toen het de plaat binnenkwam.

Waarom parallel?

De sleutel is dat de hoeken van incidentie en opkomst gelijk zijn , maar met tegengestelde tekenen. Dit is waarom:

* De wet van Snell is twee keer van toepassing: De wet van Snell is van toepassing op zowel de invoer- als de exitpunten. Omdat de glazen plaat rechthoekig is, zijn de twee oppervlakken parallel. Dit betekent dat de normalen op beide oppervlakken parallel zijn.

* omkering van buiging: De verandering in richting bij het betreden van de plaat wordt omgekeerd bij het verlaten, wat resulteert in de lichtstraal die parallel aan zijn oorspronkelijke richting komt.

Belangrijke opmerking: De opkomende straal zal alleen parallel zijn aan de invallende straal *alleen als de twee oppervlakken van de glazen plaat parallel zijn *. Als de oppervlakken niet parallel zijn, is de opkomende straal niet parallel aan de incidentstraal.

Laat het me weten als je specifieke voorbeelden of een diagram wilt verkennen om dit verder te illustreren!