Dlí Snell um Athraonadh
Nuair a théann solas ó ábhar trédhearcach amháin isteach i gceann eile, claonann sé ag an teorainn — athraonadh a thugtar air sin. Claonann solas I DTREO an normóil (líne shamhalta ingearach don dromchla) ag dul isteach in ábhar níos dlúithe, agus amach ón normól ag dul isteach i gceann níos lú dlúithe.
An fhoirmle
n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂
- n₁ — innéacs athraonta (unitless): cé mhéad a mhoillíonn an chéad ábhar solas
- θ₁ — uillinn ionsaithe (°): uillinn an ghatha atá ag teacht isteach, tomhaiste ón normól
- n₂ — innéacs athraonta (unitless): cé mhéad a mhoillíonn an dara hábhar solas
- θ₂ — uillinn athraonta (°): uillinn an ghatha chlaonta taobh istigh den dara hábhar, tomhaiste ón normól
Sampla oibreáilte
Sniomhann gath solais ar dhromchla leachta anaithnid, ag teacht isteach ag nócha céim ón normól, agus ag claonadh go tríocha céim ón normól taobh istigh den leacht. Cad é innéacs athraonta an leachta?
- 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
Cuir tástáil ort féin
Tá innéacs athraonta 2 ag an leacht seo. Buailann solas atá ag taisteal taobh istigh de ar an dromchla, ag iarraidh éalú ar ais san aer. Cad é síneas na huillinne criticiúla don fhrithchaitheamh inmheánach iomlán?
- Freagra ceart: 0.5
- 2
- 1
Ceart! sin θc = n₁ / n₂ = 1 / 2 = 0.5, sin uillinn chriticiúil de 30 céim.
Anois glac leis go bhfuil an leacht níos dlúithe fós, le hinéacs athraonta 4 in ionad 2. Sniomhann solas isteach ag nócha céim arís. I gcomórtas leis an uair roimhe seo, an gclaonann an gath athraonta níos gaire don normól nó níos faide uaidh?
- Níos faide ón normól
- Freagra ceart: Níos gaire don normól
- Níl aon athrú
Sea — claonann meán níos dlúithe solas níos mó: sin θ₂ = 1 / 4 = 0.25, uillinn níos lú ná na 30 céim a fuaramar roimhe seo.
Cén áit a bhfeiceann tú é seo
Feiceann peann luaidhe i ngloine uisce briste ag an dromchla, agus tá linn snámha níos doimhne ná mar a fheictear ón deic — claonadh solais atá sa dá cheann agus é ag trasnú ón uisce go dtí an t-aer. Déanann píopa sú sa deoch an cleas céanna ón taobh: os cionn líne an uisce dírithe ar bhealach amháin, faoi bhun di ar bhealach eile.
Botúin choitianta
An botún treo: solas ag dul isteach san ábhar níos dlúithe claonann I DTREO an normóil — tarraingíonn innéacs níos mó síneas θ₂ síos (agus ábhar n = 4 á shroicheadh ag dul isteach go fiarthaiscisí tugann sin θ₂ = 1/4 = 0.25), mar sin coinneann an gath níos gaire don normól é, ní níos faide uaidh. Ansin ní ritheann an frithchaitheamh inmheánach iomlán ach ar bhealach amháin: tarlaíonn sé do sholas atá ag iarraidh éalú ó ábhar níos dlúithe go ceann níos lú dlúithe, agus is í sine na huillinne criticiúla cóimheas na n-innéacsanna go simplí, sin θc = n₂ / n₁ — d’innéacs 2 san aer, 1/2 = 0.5.
Conas a nascann sé
Is é an t-athraonadh an píosa is mó oibre i modúl na optice ar fad: níl ionann lionsa ach gloin chruthaithe ionas go n-athraonnann a dromchlaí chuara gach gath de réir an dlí seo chun teacht le chéile ag pointe amháin, agus cruthaíonn an claonadh céanna, i gcóras deireanach an scátháin atá romhainn, íomhánna. Ó thaobh na fisice de, claonann solas toisc go moillíonn sé san ábhar níos dlúithe — an caidreamh toinne ó mhodúl na dtonnta, luas á mhalartú as treo.