Nøkkelforskjell – innfallsvinkel vs brytningsvinkel
Nøkkelforskjellen mellom innfallsvinkel og brytningsvinkel er den sekvensielle rekkefølgen av de to vinklene, laget ved et mediegrensesnitt av en bølge.
Refraksjon er en egenskap ved bølger. En bølge kan ha forskjellige hastigheter for forskjellige medier. Endringen av hastighet ved en grense av et medium får en bølge til å bryte. Denne artikkelen er spesielt fokusert på lysstråler, for enkelhets skyld.
Definisjon av innfallsvinkel og brytningsvinkel
innfallsvinkel er vinkelen mellom normalen ved grensesnittet og innfallsstrålen.
Refraksjonsvinkel er definert som vinkelen mellom normalen ved grensesnittet og brytningsstrålen. Vinkler kan måles med hvilken som helst enhet, men her brukes grader. La oss først ta et blikk på brytningslovene.
- Innfallsstråle, brutt stråle og normalen ved grensesnittet ligger i samme plan.
- Sinus for innfallsvinkelen(i) til brytningsvinkelen(r) ved grensesnittet forblir i konstant relasjon. Denne konstanten kalles brytningsindeksen til det andre mediet i forhold til det første mediet.
Husk egenskapen til lysets reversibilitet. Hvis vi ganske enkelt snur retningen til lysstrålen ved å betrakte den nåværende slutten som starten og den nåværende starten som slutten, vil lysstrålen spore samme vei.
Formasjon av innfallsvinkel og brytningsvinkel
Forskjellen mellom innfallende og brutt stråle avhenger av om lysstrålen kommer til grensesnittet eller forlater grensesnittet. Se for deg en lysstråle som en strøm av fotoner. Strømmen av partikler treffer grensesnittet og danner en viss vinkel med normalen, og synker deretter ned i det andre mediet og danner en annen vinkel med normalen.
Innfallsvinkelen kan varieres manuelt siden den er uavhengig av mediet. Men brytningsvinkelen er definert av brytningsindeksene til mediet. Mer forskjellen mellom brytningsindekser, mer forskjellen mellom vinkler.
Plassering av innfallsvinkel og brytningsvinkel i forhold til grensesnittet
Hvis en lysstråle går fra medium1 til medium2, ligger innfallsvinkelen i medium1 og brytningsvinkelen ligger i medium2 og omvendt for utveksling av mediene.
Begge vinklene er laget med normalen ved grensesnittet mellom medier. Avhengig av den relative brytningsindeksen, kan den brutte lysstrålen lage en vinkel som er større enn eller mindre enn vinkelen til innfallende lysstråle.
Verdier av innfallsvinkel og brytningsvinkel
bryter fra et sjeldnere til tettere medium
Enhver verdi mellom 0 og 90 grader kan tilordnes som innfallsvinkel, men den brutte strålen kan ikke tas noen verdi hvis lysstrålen kommer fra det sjeldnere mediet. For hele området til innfallsvinkelen når brytningsvinkelen en maksimal verdi som er nøyaktig den samme som den kritiske vinkelen som beskrives nedenfor.
bryter fra et tettere til sjeldnere medium
Ovennevnte er ikke gyldig for en situasjon der lysstrålen kommer fra et tettere medium. Når vi øker innfallsvinkelen gradvis, vil vi se at brytningsvinkelen også øker raskt inntil en viss verdi av innfallsvinkelen er nådd. Ved denne kritiske vinkelen (c) av den innfallende strålen, oppnår refraktert lysstråle sin maksimale verdi, 90 grader (brytt stråle går langs grensesnittet) og forsvinner et øyeblikk. Hvis vi prøver å øke innfallsvinkelen ytterligere, vil vi der se en plutselig opptreden av en reflektert stråle i det tettere mediet, som gjør den samme vinkelen i henhold til refleksjonslovene. Innfallsvinkelen på dette punktet kalles den kritiske vinkelen, og det vil ikke være mer brytning.
Som en oppsummering kunne man se, selv om de er kategorisert annerledes, at begge disse fenomenene bare er et resultat av lysets reversibilitet.
Nøkkelforskjell
Nøkkelforskjellen mellom innfallsvinkel og brytningsvinkel er den sekvensielle rekkefølgen av de to vinklene, laget ved et mediegrensesnitt av en bølge.
Image Courtesy: “Snells law2” av Oleg Alexandrov – Jeg har nettopp justert originalen – Rotert og finjustert versjon av en:Image:Snells law.svg, samme lisens. (Public Domain) via Commons "RefractionReflextion" av Josell7 - Eget arbeid. (CC BY-SA 3.0) via Commons
