Kas yra Snello dėsnis ir jo išvedimas

Snello dėsnis priklauso nuo įstatymas lūžio, nes tai gali numatyti šviesos spindulio lenkimo dydį. Refrakcijos dėsnis yra ne kas kita, kaip šviesos spindulio lenkimas, kai jis keliauja tarp dviejų skirtingų terpių, tokių kaip vanduo, stiklas, oras ir kt. (Iš vienos terpės į kitą terpės rūšį). Šis dėsnis nurodo krintančio spindulio (šviesos) kampo ir perduodamo spindulio (šviesos) kampo santykį, kai jie sąveikauja dviejose skirtingose ​​terpėse. Reiškinių dėsnį galima pastebėti visų rūšių medžiagose, ypač šviesolaidiniuose kabeliuose. Willebrordo Snello pripažintas lūžio įstatymas 1621 m., O vėliau jį pavadino Snello įstatymu. Jis gali apskaičiuoti šviesos greitį ir lūžio rodiklį, kai medžiaga ar šviesos spindulys sąsaja dviejose skirtingose ​​terpėse per ribinę liniją. Šiame straipsnyje aprašomas visas „Snell's Law“ darbalapis.

Kas yra Snello įstatymas?

Apibrėžimas: Snello dėsnis taip pat vadinamas lūžio dėsniu arba Snell's Descartes. Jis apibrėžiamas kaip kritimo lūžio kampo sinusų santykis, lygus abipusiam lūžio rodiklių arba fazių greičių santykiui, kai šviesos spindulys sklinda iš vienos terpės į kitą terpės rūšį. Tai suteikia ryšį tarp kritimo kampo ir lūžio kampo, kai šviesos spindulys skrieja tarp dviejų izotropinių terpių. Taip pat kritimo spindulio kampas ir lūžio kampas yra pastovūs.

Snello dėsnio formulė

Snello dėsnio formulė yra,

Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2

arba

Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1

arba

Sin i / sinusas r = konstanta = c

Čia konstanta reiškia dviejų terpių lūžio rodiklius

Kur α1 = kritimo spindulio kampas

α2 = lūžio kampas

V1 ir V2 = dviejų skirtingų terpių faziniai greičiai

n1 ir n2 = dviejų skirtingų terpių lūžio rodikliai

Snello dėsnio lygtis

Ši lygtis pateikia santykį tarp kritimo kampo ir užkrato pernešimas lygus kiekvienos terpės lūžio rodikliui. Jis pateikiamas kaip

Be α1 / Be α2 = n2 / n1

Čia ‘α1’ matuoja kritimo kampą

‘Α2’ matuoja lūžio kampą

„N1“ matuoja pirmosios terpės lūžio rodiklį

„N2“ matuoja antrosios terpės lūžio rodiklį.

Išvedimas

Iš esmės, Snello dėsnio išvedimas yra kilęs iš Fermato principo. Fermato principas apibrėžiamas kaip šviesa keliaujant trumpiausiu keliu su nedideliu laiko tarpu. Apsvarstykite nuolatinių šviesos spindulių judėjimą iš vienos terpės į kitą terpę per tam tikrą įprastą liniją arba ribinę liniją, kaip parodyta paveikslėlyje.

Nuolatinis Snelio dėsnio šviesos spindulys

Kai šviesos spindulys kerta ribinę liniją, jis lūžta mažesniu ar didesniu kampu. Kritimo ir lūžio kampai matuojami normalios linijos atžvilgiu.

Pagal šį dėsnį šiuos kampus ir lūžio rodiklius galima nustatyti pagal šią formulę.

Be α1 / Be α2 = n2 / n1

Šviesos greitis priklauso nuo dviejų terpių lūžio rodiklio

Be α1 / Be α2 = V1 / V2

Kur „α1“ ir „α2“ yra kritimo ir lūžio kampai.

„N1“ ir „n2“ yra pirmosios ir antrosios terpės lūžio rodikliai

„V1“ ir „V2“ nustato šviesos spindulio greitį ar greitį.

Refrakcija

Snello lūžio dėsnis vyksta, kai šviesos spindulio greitis kinta pereinant iš vienos terpės į kitą. Šis dėsnis taip pat gali būti vadinamas Snello lūžio dėsniu. Jis atsiranda, kai šviesos greitis kinta keliaujant per dvi skirtingas terpes.

Šviesos keliavimas Snello dėsnyje

Apsvarstykite dvi skirtingas terpes: orą ir vandenį. Kai šviesa keliauja iš pirmosios terpės (oro) į antrąją (vandens) terpę, šviesos spindulys lūžta sąsajos link arba nuo jos (normali linija). Lūžio kampas priklauso nuo abiejų terpių santykinio lūžio rodiklio. Lūžio kampas yra didelis, kai šviesos spindulys plinta toliau nuo įprasto. Kai antrosios medžiagos lūžio rodiklis yra didesnis už pirmosios medžiagos lūžio rodiklį, tada lūžęs spindulys sklinda link normos, o lūžio kampas yra mažas. Tai suteikia visišką vidinį atspindį.

Tai reiškia, kad šviesos spinduliui sklindant iš apatinės terpės į aukštesnę terpę, jis sąsajos atžvilgiu linksta link įprasto. Medžiagos lūžio rodiklis priklauso nuo bangos ilgio. Jei bangos ilgis yra didelis, lūžio rodiklis būtų mažas. Lūžio rodiklį galima keisti iš vienos terpės į kitą. Pavyzdžiui, vakuumas = 1, oras = 1,00029, vanduo = 1,33, stiklas = 1,49, alkoholis = 1,36, glicerinas = 1,4729, deimantas = 2,419.

Šviesos spindulio greitis sklinda iš vienos terpės į kitą terpės pokyčius ir priklauso nuo naudojamos medžiagos lūžio rodiklio. Taigi, dėsnio lūžis gali nustatyti lūžusio spindulio greitį nuo sąsajos paviršiaus. Galiausiai pastebima, kad Snello lūžio dėsnis gali būti taikomas bet kokio tipo medžiagai ar terpei.

Pavyzdys

„Snell“ dėsnių pavyzdžius dažniausiai galima pastebėti šviesolaidiniuose kabeliuose, visais klausimais ir medžiagomis. Jis naudojamas optinis tokius prietaisus kaip akiniai, fotoaparatai, kontaktiniai lęšiai ir vaivorykštės.

Svarbiausias pavyzdys yra refraktometras, naudojamas skysčių lūžio rodikliui apskaičiuoti.

Snello dėsnio teorija naudojama telekomunikacijų sistemose ir duomenų perdavimo sistemose su greitaisiais serveriais.

„Snell's Law“ darbalapis

Raskite kritimo kampą, jei lūžęs spindulys yra 14 laipsnių, lūžio rodiklis yra 1,2.

Lūžio sinuso kampas 1 = 14 laipsnių

Lūžio rodiklis c = 1,2

Pagal „Snell“ įstatymą

Nuodėmė i / nuodėmė r = c

Nuodėmė i / nuodėmė 14 = 1

Sin i = 1,2 x sin 14

Nuodėmė i = 1,2 x 0,24 = 0,24

Taigi i = 16,7 laipsniai.

Raskite terpės lūžio rodiklį, jei kritimo kampas yra 25 laipsnių, o lūžio kampas - 32 laipsnių

Duota nuodėmė i = 25 laipsniai

Be r = 32 laipsnių

Nuolatinis lūžio rodiklis = c =?

Pagal Snello įstatymą,

Nuodėmė i / nuodėmė r = c

Sin25 / sin32 = c

C = 0,4226

Raskite lūžio kampą, jei kritimo kampas yra 45 laipsniai, krintančio spindulio lūžio rodiklis yra 1,00, o lūžio rodiklis - 1,33

Duota nuodėmė α1 = 45 laipsniai

n1 = 1,00

n2 = 1,33

Be α2 =?

Pagal „Snell“ įstatymą

n1 be α1 = n2 be α2

1 x nuodėmė (45 laipsniai) = 1,33 x sin α2

0,707 = 1,33 x sin α2

Be α2 = 0,53

α2 = 32,1 laipsniai

Taigi, viskas apie tai snelio dėsnio apžvalga - apibrėžimas, formulė, lygtis, išvedimas, lūžis ir darbalapis. Štai jums klausimas: „Kokie yra Snello lūžio dėsnio privalumai ir trūkumai?“