Liġi ta’ Snell ta’ Rifrazzjoni
Meta dawl jgħaddi minn materjal trażparenti għal ieħor, jitgħawweġ fil-fruntiera — dan jissejjaħ rifrazzjoni. Dawł jitgħawweġ lejn in-normal (linja immaġinarja perpendikoli għas-superfiċi) meta jidħol f’materjal dens, u ’l bogħod min-n-normal meta jidħol f’wieħed inqas dens.
Il-formula
n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂
- n₁ — indiċi ta’ rifrazzjoni (unitless): kemm l-ewwel materjal jonqos id-dawl
- θ₁ — angolu ta’ inċidenza (°): l-angolu tar-raġġ tad-dħul, mkejjel min-n-normal
- n₂ — indiċi ta’ rifrazzjoni (unitless): kemm it-tieni materjal jonqos id-dawl
- θ₂ — angolu ta’ rifrazzjoni (°): l-angolu tar-raġġ mgħawweġ ġewwa t-tieni materjal, mkejjel min-n-normal
Eżempju maħdum
Raġġ tad-dawl jgħaddi tul wiċċ ta’ likwidu mhux magħruf, jidħol f’disgħin grad minn in-normal, u jitgħawweġ għal tletin grad minn in-normal ġewwa l-likwidu. X’hu l-indiċi ta’ rifrazzjoni tal-likwidu?
- 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
Itestja lilek innifsek
Dan il-likwidu għandu indiċi ta’ rifrazzjoni ta’ 2. Dawł li jivvjaġġa ġewwa jiltaqa’ mas-superfiċi, jipprova jaħrab lura fl-ajru. X’hu s-sine ta’ l-angolu kritiku għar-riflessjoni interna totali?
- It-tweġiba t-tajba: 0.5
- 2
- 1
Tajjeb! sin θc = n₁ / n₂ = 1 / 2 = 0.5, li hu angolu kritiku ta’ 30 grad.
Issa bassar li l-likwidu hu anki dens, b’indiċi ta’ rifrazzjoni ta’ 4 minflok 2. Dawł mill-ġdid jgħaddi f’disgħin grad. Mqabbel ma’ qabel, ir-raġġ refratta titgħawweġ eqreb jew aktar bogħod min-n-normal?
- Aktar bogħod min-n-normal
- It-tweġiba t-tajba: Eqreb għan-normal
- L-ebda bidla
Iva — mezz dens jitgħawweġ dawl aktar: sin θ₂ = 1 / 4 = 0.25, angolu inqas mit-30 grad li sibna qabel.
Fejn tara dan
Lapeski f’tazza ta’ l-ilma tidher imkissra fil-wiċċ, u pixxina hi aktar fil-fond milli tidher mid-deck — it-tnejn huma dawl jitgħawweġ hekk kif jaqsam mill-ilma għall-ajru. Mqajjel fix-xorb jagħmel l-istess trik min-naħa: fuq il-linja ta’ l-ilma jippunta mod, taħt ieħor.
Żbalji komuni
Iż-żball ta’ direzzjoni: dawl li jidħol fil-materjal dens jitgħawweġ LEJN IN-NORMAL — indiċi akbar jbatti sin θ₂ ’l isfel (dħul f’materjal ta’ n = 4 f’inċidenza ta’ ġrif jagħti sin θ₂ = 1/4 = 0.25), għalhekk ir-raġġ jgħożok in-normal aktar mill-qrib, mhux inqas. Imbagħad ir-riflessjoni interna totali timxi biss mod wieħed: sseħħ għad-dawl li jipprova jaħrab minn dens għal inqas dens, u s-sine ta’ l-angolu kritiku hu sempliċement ir-rapport ta’ indiċi, sin θc = n₂ / n₁ — għall-indiċi 2 fl-ajru, 1/2 = 0.5.
Kif jinqabad
Rifrazzjoni hi l-ħaddiema tal-modulu ta’ ottika kollu: lentija m’hijiex xejn ħlief ħġieġ iffurmat hekk li s-superfiċi mgħawġa jirrefrattaw kull raġġ b’din il-liġi biex jiltaqgħu f’punt wieħed, u l-istess tgebwig fl-ekwazzjoni ġemella ta’ speċċu tiffurma stampi li jmiss. Fiżikament, dawl jitgħawweġ għax jonqos fil-materjal dens — r-relazzjoni tal-mewġ mil-modulu ta’ mewġ, veloċità mibdula għad-direzzjoni.