प्रकाश को अपवर्तन को घटना - यो ... प्रकाश को अपवर्तन को व्यवस्था

प्रकाश को अपवर्तन को घटना - प्रत्येक समय लहर एक wherein यसको वेग भिन्न छ, अर्को सामाग्री देखि यात्रा हुन्छ भनेर एक प्राकृतिक घटना हो। नेत्रहीन, यो कि प्रसार को दिशा परिवर्तन देखिन्छ।

भौतिक: प्रकाश को अपवर्तन

घटनाको बीम 90 ° कोण मा दुई मिडिया बीच इन्टरफेस प्रहार भने, त्यसपछि केही हुन्छ, यो इन्टरफेस अधिकार कोण मा नै दिशा मा सार्न जारी छ। यदि घटना 90 ° फरक को कोण, अपवर्तनी घटना हुन्छ। यो उदाहरण जस्तै स्पष्ट भंग वस्तु आंशिक पानी जोडतोडले वा तातो मरुभूमि बालुवा मा देखेको एक Mirage रूपमा अनौठो प्रभाव उत्पादन गर्छ।

आविष्कारको इतिहास

पहिलो शताब्दी ई.पू. मा। ई। ग्रीक Geographer र astronomer टोलेमी गणितीय को अपवर्तन व्याख्या गर्न प्रयास गर्नुभयो, तर उहाँलाई द्वारा प्रस्तावित व्यवस्था पछि अविश्वसनीय हुन बाहिर गरियो। को XVII सताब्दी मा। डच गणितज्ञ WILLEBRORD SNELLIUS पछि अपवर्तन सामाग्री को सूचकांक नाम थियो जो घटना र अपवर्तित कोण को अनुपात, सम्बन्धित राशि निर्धारण जो कानून, विकास गरे। वास्तवमा, थप पदार्थ प्रकाश refract गर्न सक्षम उच्च दर छ। पेन्सिल "भङ्ग" पानी मा रेज यो देखि आ किनभने, आफ्नो बाटो हावा-पानी इन्टरफेस मा आँखा पुग्नु अघि परिवर्तन। Snell को निराशा गर्न, उहाँले यो प्रभावको कारण पत्ता लगाउन व्यवस्थित गरेको छैन।

1678 मा, अर्को डच वैज्ञानिक Christiaan Huygens को अवलोकन Snell बताउँछन् एक गणितीय सम्बन्ध विकास र प्रकाश को अपवर्तन को घटना सुझाव - बीम दुई वातावरण मार्फत बित्दै जसमा गति बदलिने को परिणाम हो। Huygens अपवर्तन विभिन्न सूचकांक दुई सामाग्री मार्फत पारित प्रकाश मनोवृत्ति कोण प्रत्येक सामाग्री यसको वेग को अनुपात बराबर हुनुपर्छ भनेर निर्धारित। यसरी, यो एक उच्च अपवर्तनी सूचकांक भइरहेको एक मध्यम मा, प्रकाश थप बिस्तारै उत्प्रेरित गर्छ कि postulated छ। अर्को शब्दमा, भौतिक मार्फत प्रकाश को गति अपवर्तनी सुचिमा inversely समानुपातिक छ। व्यवस्था पछि experimentally पुष्टि भए तापनि समयमा धेरै अनुसन्धानकर्ताहरूले लागि यो स्पष्ट थियो, टी। गर्न। कुनै विश्वसनीय माध्यम गति नाप्ने प्रकाश को। वैज्ञानिकहरूले कि यो सामाग्री को गति निर्भर गर्दैन लाग्यो। प्रकाश मृत्युको Huygens 'गति पछि मात्र 150 वर्ष उहाँलाई सही साबित, पर्याप्त शुद्धता संग मापन गरिएको थियो।

अपवर्तन को निरपेक्ष सूचकांक

यस पारदर्शी सामाग्री वा सामाग्री को निरपेक्ष अपवर्तनी सूचकांक N प्रकाश vacuo मा वेग गर्न therethrough नातेदार बित्दै जो मा सापेक्षिक गति रूपमा परिभाषित गरिएको छ: N = सी / V, जहाँ ग - निर्वात मा प्रकाश को वेग र V - सामाग्री मा।

प्रस्ट छ, एक निर्वात मा प्रकाश को अपवर्तन, कुनै पनि पदार्थ को devoid अनुपस्थित छ र त्यहाँ एउटा निरपेक्ष आंकडा 1 अन्य पारदर्शी सामाग्री लागि यो मूल्य अज्ञात मापदण्डहरू सामाग्री (1.0003) गणना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ ठूलो हावा मा प्रकाश को 1 अपवर्तन भन्दा छ।

Snell व्यवस्था

हामी केही परिभाषा परिचय:

• घटनाको बीम - जुदाई मध्यम नजिक छ कि एक बीम;
• ड्रप बिन्दु - यो पतन जसमा अलग बिन्दु;
• को अपवर्तित किरण जुदाई मिडिया छोडेर;
• सामान्य - एक घटना को बिन्दु मा अलग लम्ब आएको लाइन;
• घटना को कोण - सामान्य र घटना बीम बीच कोण;
• को अपवर्तनी कोण को अपवर्तित किरण र सामान्य बीच कोण रूपमा हुन सक्छ निर्धारण।

अपवर्तन को व्यवस्था अनुसार:

1. घटनाको, को अपवर्तित किरण र सामान्य नै विमान छन्।
2. घटना र अपवर्तन को कोण को sines को अनुपात पहिलो र दोस्रो मध्यम को अपवर्तन गुणांकहरूको को अनुपात छ: पाप म / पाप आर = N आर / N म।

प्रकाश (Snell) को अपवर्तन को व्यवस्था दुई छालहरू र दुई मिडिया को अपवर्तन को सूचकांक को कोण बीचको सम्बन्ध वर्णन गर्दछ। एक लहर एक अपवर्तनी मा एक कम अपवर्तनी मध्यम (जस्तै हावा) बाट बित्दै गर्दा (जस्तै, पानी), यसको वेग खस्छ। Conversely, जब प्रकाश पानी देखि हावा मा, बित्दै गति बढ्छ। अपवर्तन र दोस्रो को सामान्य कोण पहिलो मध्यम नातेदार गर्न घटना को कोण दुई सामाग्री बीच अपवर्तनी सूचकांक मा फरक गर्न समानुपातिक फरक हुनेछ। एक लहर एक उच्च संग एक मध्यम को एक कम गुणक संग एक मध्यम बाट पाउँछ भने, यो सामान्य तिर bends। र विपरीत यदि, यो हटाइनेछ।

सापेक्षिक अपवर्तनी सूचकांक

प्रकाश अपवर्तन व्यवस्था घटनाको र स्थिर कि बराबर अपवर्तित कोण को साइन को अनुपात को अनुपात छ भनेर देखाउँछ प्रकाश को velocities दुई मिडिया मा।

_{पाप म / पाप आर = N आर} / N म = (ग / V R) / (ग / V म) = v म / V आर

वैवाहिक N _आर / N _म यी पदार्थ लागि अपवर्तन नातेदार सूचकांक भनिन्छ।

अपवर्तन अक्सर दैनिक जीवनमा देखेको को परिणाम हो कि घटना एक नम्बर। "भाँचिएको" पेन्सिल को प्रभाव - सबै भन्दा साधारण को एक। आँखा र मस्तिष्क को रेज तिनीहरूले अपवर्तित थिए छैन, यदि र एक सीधा लाइन मा वस्तुबाट आउँदै, एक कम गहिराई मा देखिने अवास्तविक छवि बनाउन पानी फिर्ता पालना गर्नुहोस्।

तितरबितर

होसियार माप को अपवर्तन देखाउन ज्योति तरङलम्बाइ उत्सर्जन वा रंग ठूलो प्रभाव छ। अर्को शब्दमा, एक पदार्थ धेरै छ अपवर्तनी सूचकांक रंग वा तरङलम्बाइ को परिवर्तन संग फरक हुन सक्छ जो।

यस्तो परिवर्तन सबै पारदर्शी मिडिया मा ठाँउ लिन्छ र तितरबितर भनिन्छ। विशेष सामाग्री को तितरबितर को डिग्री को अपवर्तनी सूचकांक तरङलम्बाइ भिन्न कसरी निर्भर गर्दछ। संग तरङलम्बाइ वृद्धि प्रकाश को अपवर्तन को कम उच्चारण घटना बन्नेछ। यो यसको तरङलम्बाइ छोटो छ किनभने बैजनी, रातो भन्दा बढी refract भन्ने तथ्यलाई पुष्टि भएको छ। कारण सामान्य ग्लास मा तितरबितर आफ्नो घटक मा ज्ञात विभाजन प्रकाश हुन्छ।

ज्योति को विस्तार

को XVII सताब्दी को अन्त मा, सर Isaak Nyuton दृश्य स्पेक्ट्रम को आफ्नो खोज गर्न नेतृत्व कि प्रयोग को एक श्रृंखला सञ्चालन र सेतो प्रकाश, नीलो हरियो, पहेंलो, सुन्तला र रातो परिष्करण मार्फत बैजनी देखि लिएर रंग को एक आदेश श्रेणीको हुन्छन् कि देखाइएको छ। एक darkened कोठा मा काम, न्यूटन विन्डो शटर मा एक प्वाल मार्फत एक संकीर्ण बीम penetrates मा एक गिलास समपार्श्व राख्नुभयो। एक समपार्श्व मार्फत पारित गर्दा अपवर्तित प्रकाश हो - ग्लास एक आदेश स्पेक्ट्रम मा एक स्क्रिनमा यो परियोजनामा।

न्यूटन सेतो ज्योति फरक रंग को एक मिश्रण छ, र समपार्श्व कि सेतो ज्योति "छरिन्छ", एक फरक कोण बाट प्रत्येक रंग refracting कि अन्तमा। न्यूटन दोस्रो समपार्श्व मार्फत तिनीहरूलाई पारित गरेर रंग साझेदारी गर्न सकिएन। तर उहाँले राख्नु जब दोस्रो समपार्श्व सबै रंग dispersed र दोस्रो समपार्श्व गए भनेर, शोधकर्ताओं रंग सेतो ज्योति गठन गर्न फेरि recombined छन् फेला, पहिलो धेरै नजिक छ। यो खोज convincingly सजिलै विभाजन गर्न जो गर्न सक्छन् जडान प्रकाश को स्पेक्ट्रल संरचना साबित भयो।

तितरबितर घटना फरक घटना को एक ठूलो संख्या मा एक प्रमुख भूमिका खेल्छ। इन्द्रेणी ज्योति को जो समपार्श्व मा हुन्छ स्पेक्ट्रल अपघटन, समान को एक प्रभावशाली दृष्टि बनाएर, वर्षा को घटेको मा अपवर्तन को परिणाम हो।

डरलाग्दो कोण र कुल आन्तरिक प्रतिबिम्ब

दुई सामाग्री को अलग आदर घटना को कोण द्वारा परिभाषित छालहरू को तल्लो आन्दोलन बाटो संग एक मध्यम मा अपवर्तन को एक उच्च सूचकांक संग एक मध्यम मार्फत पारित गर्दा। यदि घटना को कोण एक निश्चित मूल्य (दुई सामाग्री को अपवर्तन को सूचकांक आधारमा) भन्दा बढी नाघ्यो, यो जहाँ प्रकाश तल्लो सूचकांक संग मध्यम मा अपवर्तित छैन एक बिन्दु पुग्छ।

महत्वपूर्ण (वा सीमा) को 90 ° को अपवर्तन को कोण परिणामस्वरूप, घटना को कोण रूपमा परिभाषित कोण। कम घटना को कोण अन्य शब्दहरू, मा भन्दा महत्वपूर्ण अपवर्तन हुन्छ, र यो बराबर छ जब अपवर्तित बीम दुई सामाग्री अलग स्पेस साथ बित्दै। यदि घटना को कोण डरलाग्दो नाघ्यो, ज्योति फिर्ता प्रतिबिम्बित गरिएको छ। यो घटना कुल आन्तरिक प्रतिबिम्ब रूपमा चिनिन्छ। यसको प्रयोग उदाहरणहरू - हीरे र अप्टिकल फाइबर। कट हीरा कुल आन्तरिक प्रतिबिम्ब बढवा दिन्छ। को हीरा शीर्ष मार्फत प्रवेश गर्ने रेज को सबै भन्दा, सम्म तिनीहरूले माथिल्लो सतह पुग्न प्रतिबिम्बित हुनेछ। यो के हीरे आफ्नो चमक दिन्छ छ। ओप्टिकल फाइबर एक गिलास "बाल", प्रकाश एक अन्त प्रवेश गर्दा, यो उम्कन सक्छन् पातलो हो। र बीम अन्य अन्त पुगेपछि मात्र, त्यो फाइबर छोड्ने सक्षम हुनेछ।

बुझ्न र व्यवस्थापन

सूक्ष्मदर्शी र दूरबीनो देखि क्यामेरा, भिडियो प्रोजेक्टर, र पनि मानव आँखा गर्न लिएर अप्टिकल उपकरणहरू, हल्का, केन्द्रित गर्न सकिँदैन अपवर्तित कि र प्रतिबिम्बित तथ्यलाई भरोसा गर्न सक्छन्।

अपवर्तन घटना, mirages, rainbows, अप्टिकल illusions सहित एक विस्तृत श्रृंखला उत्पादन गर्छ। कारण बियर को एक मोटी-पर्खालले घेरिएको ग्लास को अपवर्तन थप पूरा जस्तो देखिन्छ, र सूर्य पछि यो वास्तवमा छ भन्दा केही मिनेट को लागि तल जान्छ। लाखौं मानिसहरू चश्मा वा सम्पर्क लेंस को मद्दतले दृष्टि दोष सच्याउन अपवर्तनी शक्ति प्रयोग गर्नुहोस्। प्रकाश र व्यवस्थापन यी गुणहरू बुझ्न गरेर हामी अदृश्य विवरण नाङ्गो आँखा गर्न, चाहे उनीहरू एक माइक्रोस्कोप स्लाइड वा टाढा ग्यालेक्सी छन् बिना हेर्न सक्नुहुन्छ।