Snellov zákon závisí od zákon lomu, pretože dokáže predpovedať veľkosť ohybu svetelného lúča. Zákon lomu nie je nič iné ako ohyb svetelného lúča, keď sa pohybuje medzi dvoma rôznymi médiami, ako je voda, sklo alebo vzduch, atď. (Z jedného média do druhého typu média). Tento zákon udáva vzťah medzi uhlom dopadajúceho lúča (svetla) a uhlom prenášaného lúča (svetla), keď sa nachádzajú v rozhraní dvoch rôznych médií. Zákon zákona je možné pozorovať na všetkých druhoch materiálov, najmä pri kábloch z optických vlákien. Willebrord Snell uznal zákon lomu v roku 1621 a neskôr ho pomenoval ako Snellov zákon. Dokáže vypočítať rýchlosť svetla a index lomu, keď materiál resp svetelný lúč rozhranie na dvoch rôznych médiách cez hraničnú čiaru. Tento článok popisuje kompletný pracovný list zákona Snell.
Čo je Snellov zákon?
Definícia: Snellov zákon sa tiež nazýva zákon lomu alebo Snellov Descartes. Je definovaný ako pomer sínusov uhla dopadu lomu rovný recipročnému pomeru indexov lomu alebo fázových rýchlostí, keď svetelný lúč prechádza z jedného média do iného typu média. Poskytuje vzťah medzi uhlom dopadu a uhlom lomu, keď sa svetelný lúč pohybuje medzi dvoma izotropnými médiami. Uhol dopadajúceho lúča a uhol lomu sú tiež konštantné.
Snell’s Law Formula
Vzorec Snellovho zákona je,
Sin α1 / Sine α2 = V1 / V2
alebo
Sin α1 / Sine α2 = n2 / n1
alebo
Sin i / sine r = konštanta = c
Tu sa konštanta vzťahuje na lomové indexy dvoch prostredí
Kde α1 = uhol dopadu lúča
α2 = uhol lomu
V1 a V2 = fázové rýchlosti dvoch rôznych médií
n1 a n2 = lomové indexy dvoch rôznych médií
Snellova zákonná rovnica
Táto rovnica udáva vzťah medzi uhlom dopadu a uhlom prenos rovný indexu lomu každého média. Udáva sa ako,
Bez α1 / Bez α2 = n2 / n1
Tu „α1“ meria uhol dopadu
„Α2“ meria uhol lomu
„N1“ meria index lomu prvého média
„N2“ meria index lomu druhého média.
Odvodenie
V podstate Snellovo odvodenie zákona je odvodené od Fermatovho princípu. Fermatov princíp je definovaný ako svetlo cestujúce najkratšou cestou s malým časom. Zvážte, ako sa neustále lúče svetla pohybujú z jedného média do druhého cez danú normálnu čiaru alebo hraničnú čiaru, ako je to znázornené na obrázku.
Konštantný svetelný lúč Snellovho zákona
Keď svetelný lúč prekročí hraničnú čiaru, lomí sa pod menším alebo väčším uhlom. Uhly dopadu a lomu sa merajú vzhľadom na normálnu čiaru.
Podľa tohto zákona môžu byť tieto uhly a indexy lomu odvodené z nasledujúceho vzorca.
Bez α1 / Bez α2 = n2 / n1
Rýchlosť svetla závisí od indexu lomu dvoch prostredí
Bez α1 / Bez α2 = V1 / V2
Kde „α1“ a „α2“ sú uhly dopadu a lomu.
„N1“ a „n2“ sú lomové indexy prvého a druhého média
„V1“ a „V2“ určujú rýchlosť alebo rýchlosť svetelného lúča.
Lom
Snellov zákon lomu prebieha, keď sa mení rýchlosť svetelného lúča pri prechode z jedného média do druhého. Tento zákon sa dá nazvať aj Snellovým zákonom lomu. Nastáva, keď sa rýchlosť svetla mení počas cestovania cez dve rôzne médiá.
Putovanie svetlom podľa Snellovho zákona
Zvážte dve rôzne médiá, vzduch a vodu. Keď svetlo cestuje z prvého média (vzduch) do druhého (voda), lúč svetla sa láme smerom k alebo od rozhrania (normálna čiara). Uhol lomu závisí od relatívneho indexu lomu dvoch médií. Keď sa svetelný lúč šíri ďalej od normálu, uhol lomu je vysoký. Keď je index lomu druhého materiálu vyšší ako index lomu prvého materiálu, potom sa lomený lúč šíri smerom k normálu a uhol lomu je malý. To dáva celkovú vnútornú reflexiu.
To znamená, že keď sa svetelný lúč pohybuje z nižšieho média do vyššieho média, ohýba sa smerom k normálu vzhľadom na rozhranie. Index lomu materiálu závisí od vlnovej dĺžky. Ak je vlnová dĺžka vysoká, index lomu by bol nízky. Index lomu sa môže meniť od jedného média k druhému. Napríklad vákuum = 1, vzduch = 1,00029, voda = 1,33, sklo = 1,49, alkohol = 1,36, glycerín = 1,4729, diamant = 2,419.
Rýchlosť svetelného lúča sa šíri z jedného média do druhého média sa mení a závisí od indexu lomu použitého materiálu. Takže lom tohto zákona môže určiť rýchlosť lomu lúča od povrchu rozhrania. Nakoniec sa pozoruje, že Snellov zákon lomu možno použiť na akýkoľvek typ materiálu alebo média.
Príklad
Príklady Snellovych zákonov možno najviac pozorovať pri kábloch z optických vlákien, vo všetkých záležitostiach a materiáloch. Používa sa v optický zariadenia ako okuliare, fotoaparáty, kontaktné šošovky a dúhy.
Najdôležitejším príkladom je refraktometer, ktorý sa používa na výpočet indexu lomu kvapalín.
Teória Snellovho zákona sa používa v telekomunikačných systémoch a systémoch prenosu dát s vysokorýchlostnými servermi.
Pracovný list zákona Snell’s Law
Nájdite uhol dopadu, ak má lom lúča 14 stupňov, index lomu je 1,2.
Uhol lomu sínus 1 = 14 stupňov
Index lomu c = 1,2
Podľa zákona o snell
Sin i / sin r = c
Hriech i / hriech 14 = 1
Hriech i = 1,2 x hriech 14
Hriech i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Preto i = 16,7 stupňa.
Nájdite index lomu média, ak je uhol dopadu 25 stupňov a uhol lomu 32 stupňov
Vzhľadom na hriech i = 25 stupňov
Bez r = 32 stupňov
Konštantný index lomu = c =?
Podľa Snellovho zákona
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Nájdite uhol lomu, ak je uhol dopadu 45 stupňov, index lomu dopadajúceho lúča je 1,00 a index lomu lomeného lúča je 1,33.
Vzhľadom na hriech α1 = 45 stupňov
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Bez α2 =?
Podľa zákona o snell
n1 bez α1 = n2 bez α2
1 x hriech (45 stupňov) = 1,33 x hriech α2
0,707 = 1,33 x sin α2
Bez α2 = 0,53
α2 = 32,1 stupňa
Toto je teda všetko o prehľad Snellovho zákona - definícia, vzorec, rovnica, derivácia, lom a pracovný list. Je tu pre vás otázka: „Aké sú výhody a nevýhody Snellovho zákona lomu?“
