Ключевое различие - угол падения и угол преломления
Ключевое различие между углом падения и углом преломления - это последовательный порядок двух углов, создаваемых волной на границе раздела сред.
Преломление - это свойство волн. Волна может иметь разные скорости для разных сред. Изменение скорости на границе среды вызывает преломление волны. В этой статье для простоты особое внимание уделяется световым лучам.
Определение угла падения и угла преломления
Угол падения - это угол между нормалью на границе раздела и падающим лучом.
Угол преломления определяется как угол между нормалью на границе раздела и преломленным лучом. Углы можно измерять любыми единицами, но здесь используются градусы. Давайте сначала взглянем на законы преломления.
- Падающий луч, преломленный луч и нормаль на границе раздела лежат в одной плоскости.
- Синус угла падения (i) к углу преломления (r) на границе раздела остается в постоянном соотношении. Эта постоянная называется показателем преломления второй среды по отношению к первой среде.
Помните о свойстве обратимости света. Если мы просто изменим направление светового луча, рассматривая настоящий конец как начало, а настоящее начало как конец, световой луч будет следовать по тому же пути.
Формирование угла падения и угла преломления
Разница между падающим и преломленным лучом зависит от того, приходит ли световой луч к границе раздела или покидает его. Представьте себе луч света как поток фотонов. Поток частиц ударяется о поверхность раздела под определенным углом к нормали, а затем погружается в другую среду, по существу, под другим углом к нормали.
Угол падения можно изменять вручную, поскольку он не зависит от среды. Но угол преломления определяется показателями преломления носителя. Чем больше разница между показателями преломления, тем больше разница между углами.
Расположение угла падения и угла преломления относительно поверхности раздела
Если луч света идет от среды1 к среде2, угол падения лежит в среде1, а угол преломления лежит в среде2, и наоборот при смене сред.
Оба угла выполнены с нормалью на границе раздела сред. В зависимости от относительного показателя преломления преломленный световой луч может иметь угол больше или меньше угла падающего светового луча.
Значения угла падения и угла преломления
От более редкой к более плотной среде
Любое значение от 0 до 90 градусов может быть присвоено как угол падения, но преломленный луч не может принимать какое-либо значение, если световой луч исходит из более редкой среды. Для всего диапазона углов падения угол преломления достигает максимального значения, которое в точности совпадает с критическим углом, описанным ниже.
От более плотной среды к более редкой
Сказанное выше неверно для ситуации, когда луч света исходит из более плотной среды. Когда мы постепенно увеличиваем угол падения, мы увидим, что угол преломления также быстро увеличивается до тех пор, пока не будет достигнуто определенное значение угла падения. При этом критическом угле (c) падающего луча преломленный световой луч достигает своего максимального значения, 90 градусов (преломленный луч проходит вдоль границы раздела) и на мгновение исчезает. Если мы попытаемся увеличить угол падения еще больше, то увидим внезапное появление отраженного луча в более плотной среде, образующего тот же угол согласно законам отражения. Угол падения в этой точке называется критическим углом, и преломления больше не будет.
Подводя итог, можно увидеть, хотя и по-разному классифицировать, оба эти явления - просто результат обратимости света.
Ключевое отличие
Ключевое различие между углом падения и углом преломления - это последовательный порядок двух углов, создаваемых волной на границе раздела сред.
Изображение предоставлено: «Закон Снеллиуса2» Олега Александрова - Я только что переделал оригинал - Повернутая и измененная версия en: Изображение: Snells law.svg, та же лицензия. (Общественное достояние) через Commons «RefractionReflextion» от Josell7 - собственная работа. (CC BY-SA 3.0) через Commons
