▷ Закон Снелла (формула)

В этой статье вы найдете объяснение закона Снеллиуса. Вы сможете увидеть, что говорит закон Снелла, какова его формула, и, кроме того, все физические концепции, связанные с законом Снеллиуса, объясняются, чтобы лучше его понять.

Что такое закон Снелла?

Закон Снелла — это физический закон, который связывает показатель преломления двух различных сред с углом падения и углом преломления. Таким образом, закон Снелла используется для расчета угла преломления света при его прохождении через поверхность, разделяющую две среды с разными показателями преломления.

Точнее, закон Снелла гласит, что показатель преломления падающей среды, умноженный на синус угла падения, эквивалентен показателю преломления преломляющей среды, умноженному на синус угла преломления.

Закон Снелла назван в честь голландского физика Виллеброрда Снеля ван Ройена, открывшего формулу закона Снелла.

Примечательно, что закон Снелла также называют законом Снелла-Декарта .

Формула закона Снелла

Закон Снеллиуса гласит, что синус угла падения светового луча в среду (θ ₁ ), умноженный на ее показатель преломления (n ₁ ), равен синусу угла преломления среды, преломляющей световой луч ( θ ₂ ) по показателю преломления (n ₂ ).

Следовательно, формула закона Снеллиуса такова: n ₁ · sin(θ ₁ )=n ₂ · sin (θ ₂ ).

$n_1\cdot \text{sin}(\theta_1)=n_2\cdot \text{sin}(\theta_2)$

Золото:

$n_1$

– показатель преломления среды, в которую падает свет.
$\theta_1$

— угол, образуемый лучом света с нормалью среды, на которую падает свет.
$n_2$

– показатель преломления среды, в которой преломляется свет.
$\theta_2$

— это угол, который луч света образует с нормалью среды, в которой свет преломляется.

Аналогично, из предыдущего уравнения мы можем сделать вывод, что показатели преломления двух сред связаны со скоростью световых лучей в среде и их длинами волн. Точнее, справедливо следующее уравнение:

$\cfrac{\text{sin}(\theta_1)}{\text{sin}(\theta_2)}=\cfrac{n_2}{n_1}=\cfrac{v_1}{v_2}=\cfrac{\ lambda_1}{\lambda_2}$

Золото:

$\theta_i$

— угол, который луч света образует с нормалью среды i.
$n_i$

– показатель преломления среды i.
$v_i$

– скорость светового луча в среде i.
$\lambda_i$

– длина волны светового луча в среде i.

Показатель преломления

Логично, что для применения закона Снеллиуса необходимо четко понимать понятие показателя преломления, поэтому ниже мы увидим, из чего состоит этот физический коэффициент.

Показатель преломления среды — это величина, которая указывает, насколько скорость и длина волны излучения уменьшаются по сравнению с вакуумом, когда оно попадает в указанную среду. Таким образом, чем выше показатель преломления, это означает, что тем больше уменьшаются скорость и длина волны излучения в исследуемой среде.

Формула показателя преломления:

$n=\cfrac{c}{v}$

Золото:

$n$

– показатель преломления среды.
$c$

– скорость света в вакууме (3·10 ⁸ м/с).
$v$

— скорость света в среде, в которой рассчитывается показатель преломления.

Показатель преломления среды зависит от свойств среды. Посмотреть значения показателей преломления наиболее распространенных в физике сред можно, нажав здесь:

➤ См.: Показатель преломления.

Полное внутреннее отражение

В физике критический угол (или предельный угол) — это угол, полученный путем вычисления обратной величины синуса частного между показателем преломления среды, в которую падает световой луч, и показателем преломления среды, в которой он преломляется. . .луч света

$\text{sin}(\theta_c)=\cfrac{n_2}{n_1}$

$\displaystyle \theta_c=\text{arcsen}\left(\frac{n_2}{n_1}\right)$

Золото:

$\theta_c$

является критическим углом.
$n_1$

– показатель преломления среды, на которую падает свет.
$n_2$

– показатель преломления среды, в которой преломляется свет.

Таким образом, когда угол падения θ ₁ больше критического угла, луч света полностью отражается внутри среды, на которую он падает. Другими словами, если угол падения θ ₁ больше критического угла, свет не преломляется, а отражается и, следовательно, вместо того, чтобы перейти в другую среду, он остается внутри той же среды.

Это физическое явление называется полным внутренним отражением и возникает, когда угол падения светового луча превышает критический угол, который можно рассчитать по приведенной выше формуле.

Закон снелла

Что такое закон Снелла?

Формула закона Снелла

Показатель преломления

Полное внутреннее отражение

Оставить комментарий Отменить ответ