Batas ni Snell
Kapag dumadaan ang liwanag mula sa isang transparent na materyal patungo sa isa pa, ito ay yumuyuko sa hangganan — ito ang tinatawag na refraction. Yumuyuko ang liwanag patungo sa normal (isang imahinaryong linya perpendikular sa surface) kapag pumapasok sa mas masinsin na materyal, at palayo sa normal kapag pumapasok sa mas hindi-sinsin.
Ang Formula
n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂
- n₁ — index ng repraksyon (unitless): gaano kalaki pinapabagal ng unang materyal ang liwanag
- θ₁ — anggulo ng incidence (°): ang anggulo ng papasok na ray, sinusukat mula sa normal
- n₂ — index ng repraksyon (unitless): gaano kalaki pinapabagal ng ikalawang materyal ang liwanag
- θ₂ — anggulo ng refraction (°): ang anggulo ng yumukong ray sa loob ng ikalawang materyal, sinusukat mula sa normal
Halimbawang Nalutas
Ang isang ray ng liwanag ay dumadaan sa surface ng di-kilalang likido, pumapasok sa siyamnapung degree mula sa normal, at yumuyuko sa tatlumpung degree mula sa normal sa loob ng likido. Ano ang refractive index ng likido?
- n₁ = 1 (air)
- θ₁ = 90°
- θ₂ = 30°
- n₂ = (n₁ · sin θ₁) / sin θ₂
- n₂ = (1 · sin 90°) / sin 30° = (1 × 1) / 0.5
n₂ = 2
Subukin ang iyong sarili
Ang likido ay may refractive index na 2. Ang liwanag na naglalakbay sa loob nito ay tumatama sa surface, sinusubukang makatakas pabalik sa hangin. Ano ang sine ng critical angle para sa total internal reflection?
- Tamang sagot: 0.5
- 2
- 1
Tama! sin θc = n₁ / n₂ = 1 / 2 = 0.5, na katumbas ng critical angle na 30 degree.
Ngayon ipagpalagay na mas masinsin pa ang likido, na may refractive index na 4 sa halip na 2. Muli ay pumasok ang liwanag sa siyamnapung degree. Kumpara sa kanina, mas malapit ba o mas malayo sa normal yumuyuko ang refracted ray?
- Mas malayo sa normal
- Tamang sagot: Mas malapit sa normal
- Walang pagbabago
Oo — mas malakas mag-be-bend ang mas masinsin na medium sa liwanag: sin θ₂ = 1 / 4 = 0.25, mas maliit na anggulo kaysa sa 30 degree na nakuha natin kanina.
Saan Mo Ito Makikita
Ang isang lapis sa baso ng tubig ay mukhang putol sa surface, at ang pool ay mas malalim kaysa sa itsura nito mula sa deck — pareho itong liwanag na yumuyuko habang tumatawid mula sa tubig patungong hangin. Ang straw sa inumin ay gumagawa ng parehong trick mula sa gilid: sa itaas ng waterline ay nakaturo ito sa isang direksyon, sa ibaba nito ay sa iba.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Ang pagkakamali sa direksyon: ang liwanag na pumapasok sa mas masinsin na materyal ay yumuyuko PATUNGO sa normal — ang mas malaking index ay hinihila pababa ang sin θ₂ (ang pagpasok sa materyal na n = 4 sa grazing incidence ay nagbibigay ng sin θ₂ = 1/4 = 0.25), kaya mas dikit ang ray sa normal, hindi mas malayo. Tapos, ang total internal reflection ay gumagana lang sa isang direksyon: nangyayari ito sa liwanag na sinusubukang makatakas mula sa masinsin patungo sa mas hindi-sinsin, at ang sine ng critical angle ay simpleng ratio lang ng dalawang index, sin θc = n₂ / n₁ — para sa index 2 na pumapasok sa hangin, 1/2 = 0.5.
Paano Ito Konektado
Ang refraction ang tagapagbuhat ng buong optics module: ang lens ay walang iba kundi bubog na hinubog para ang mga kurbadong surface nito ay mag-refract sa bawat ray alinsunod sa batas na ito upang magtagpo sa iisang punto, at ang parehong pagyuko, sa kambal na equation ng salamin, ang bubuo ng mga image sa susunod. Sa pisika, yumuyuko ang liwanag dahil bumabagal ito sa mas masinsin na materyal — ang wave relation mula sa waves module, bilis na ipinagpalit para sa direksyon.