Snellin laki riippuu laki taittuminen, koska se voi ennustaa valonsäteen taipuman määrän. Taittolaki ei ole mitään muuta kuin valonsäteen taipumista, kun se kulkee kahden eri väliaineen, kuten veden, lasin tai ilman, välillä (yhdestä väliaineesta toiseen väliaineeseen). Tämä laki antaa suhde tulevan säteen (valon) ja lähetetyn säteen (valon) kulman välillä, kun ne ovat vuorovaikutuksessa kahden eri väliaineen kanssa. Ilmiolaki voidaan havaita kaikentyyppisissä materiaaleissa, erityisesti valokaapeleissa. Willebrord Snellin tunnustama taittolaki vuonna 1621 ja myöhemmin nimitti sen Snellin laiksi. Se voi laskea valon nopeuden ja taitekertoimen, kun materiaali tai valonsäde rajapinta kahdessa eri väliaineessa rajaviivan kautta. Tässä artikkelissa kuvataan koko Snellin lain laskentataulukko.
Mikä on Snellin laki?
Määritelmä: Snellin lakia kutsutaan myös taittolakiksi tai Snellin Descartesiksi. Se määritellään tulokulman taittokulman sinien suhteena, joka on yhtä suuri kuin taitekerrointen tai vaihenopeuksien vastavuoroinen suhde, kun valonsäde kulkee yhdestä väliaineesta toiseen väliaineen tyyppiin. Se antaa tulokulman ja taittokulman välisen suhteen, kun valonsäde kulkee kahden isotrooppisen väliaineen välillä. Myös tulosäteen kulma ja taittokulma ovat vakiot.
Snellin lakimuoto
Snellin lain kaava on,
Sin a1 / sini α2 = V1 / V2
tai
Sin α1 / sini α2 = n2 / n1
tai
Sin i / sini r = vakio = c
Tässä vakio viittaa kahden väliaineen taitekertoimiin
Missä α1 = tulokulman säde
α2 = taittokulma
V1 ja V2 = kahden eri väliaineen vaihenopeudet
n1 ja n2 = kahden eri väliaineen taitekertoimet
Snellin lain yhtälö
Tämä yhtälö antaa suhteen tulokulman ja kulman välillä tarttuminen yhtä suuri kuin kunkin väliaineen taitekerroin. Se annetaan
Ilman a1 / ilman a2 = n2 / n1
Tässä α1 mittaa tulokulman
’Α2’ mittaa taittokulman
”N1” mittaa ensimmäisen väliaineen taitekertoimen
”N2” mittaa toisen väliaineen taitekerrointa.
Johtaminen
Pohjimmiltaan, Snellin lakijohdannainen on johdettu Fermatin periaatteesta. Fermatin periaate määritellään, kun valo kulkee lyhyimmällä tiellä pienellä aikaa. Tarkastellaan jatkuvan valonsäteen kulkemista väliaineesta toiseen väliaineeseen tietyn normaaliviivan tai rajaviivan kautta, kuten kuvassa on esitetty.
Snellin lain jatkuva valonsäde
Kun valonsäde ylittää rajaviivan, se taittuu pienemmällä tai suuremmalla kulmalla. Tulo- ja taittokulmat mitataan normaaliviivan suhteen.
Tämän lain mukaan nämä kulmat ja taitekertoimet voidaan johtaa seuraavasta kaavasta.
Ilman a1 / ilman a2 = n2 / n1
Valon nopeus riippuu kahden väliaineen taitekertoimesta
Ilman α1 / ilman α2 = V1 / V2
Missä ’α1’ ja ‘α2’ ovat esiintymis- ja taittokulmat.
’N1’ ja ’n2’ ovat ensimmäisen ja toisen väliaineen taitekertoimet
”V1” ja ”V2” määrittävät valonsäteen nopeuden tai nopeuden.
Taittuminen
Snellin taittolaki tapahtuu, kun valonsäteen nopeus muuttuu kulkiessaan väliaineesta toiseen. Tätä lakia voidaan kutsua myös Snellin taittolakiksi. Se tapahtuu, kun valon nopeus vaihtelee kulkiessaan kahden eri välineen läpi.
Valon matkustaminen Snellin laissa
Harkitse kahta erilaista väliainetta ilmaa ja vettä. Kun valo kulkee ensimmäisestä väliaineesta (ilma) toiseen (vesi) väliaineeseen, valonsäde taittuu rajapintaa kohti tai poispäin (normaali viiva). Taitekulma riippuu kahden väliaineen suhteellisesta taitekertoimesta. Taitekulma on suuri, kun valonsäde etenee normaalista poikkeavasti. Kun toisen materiaalin taitekerroin on korkeampi kuin ensimmäisen materiaalin taitekerroin, taitettu säde etenee kohti normaalia ja taitekulma on pieni. Tämä antaa täydellisen sisäisen heijastuksen.
Tämä tarkoittaa, että kun valonsäde kulkee alemmasta väliaineesta korkeampaan väliaineeseen, se taipuu kohti normaalia rajapinnan suhteen. Materiaalin taitekerroin riippuu aallonpituudesta. Jos aallonpituus on suuri, taitekerroin olisi pieni. Taitekerrointa voidaan vaihdella väliaineesta toiseen. Esimerkiksi tyhjiö = 1, ilma = 1,00029, vesi = 1,33, lasi = 1,49, alkoholi = 1,36, glyseriini = 1,4729, timantti = 2,419.
Valonsäteen nopeus etenee yhdestä väliaineesta toiseen väliaineen muutokseen ja riippuu käytetyn materiaalin taitekertoimesta. Joten tämän lain taittuminen voi määrittää taittuneen säteen nopeuden rajapinnalta. Lopuksi havaitaan, että Snellin taittumislakia voidaan soveltaa minkä tahansa tyyppiseen materiaaliin tai väliaineeseen.
Esimerkki
Snellin lain esimerkkejä voidaan havaita enimmäkseen valokaapeleissa, kaikissa asioissa ja materiaaleissa. Sitä käytetään optinen laitteet, kuten silmälasit, kamerat, piilolinssit ja sateenkaaret.
Tärkein esimerkki on refraktometrilaite, jota käytetään nesteiden taitekertoimen laskemiseen.
Snellin lain teoriaa käytetään tietoliikennejärjestelmissä ja tiedonsiirtojärjestelmissä, joissa on nopeita palvelimia.
Snellin lain työkirja
Etsi tulokulma, jos taitettu säde on 14 astetta, taitekerroin on 1,2.
Taittokulma sini 1 = 14 astetta
Taitekerroin c = 1,2
Snellin lain mukaan
Sin i / sin r = c
Synti / synti 14 = 1
Sin i = 1,2 x syn 14
Sin i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Siksi i = 16,7 astetta.
Etsi väliaineen taitekerroin, jos tulokulma on 25 astetta ja taitekulma 32 astetta
Annettu synti = 25 astetta
Ilman r = 32 astetta
Jatkuva taitekerroin = c =?
Snellin lain mukaan
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Etsi taittokulma, jos tulokulma on 45 astetta, tulevan säteen taitekerroin on 1,00 ja taitetun säteen taitekerroin on 1,33
Annettu synti α1 = 45 astetta
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Ilman α2 =?
Snellin lain mukaan
n1 ilman a1 = n2 ilman a2
1 x synti (45 astetta) = 1,33 x sin α2
0,707 = 1,33 x sin α2
Ilman a2 = 0,53
a2 = 32,1 astetta
Näin ollen kyse on kaikesta katsaus Snellin lakiin - määritelmä, kaava, yhtälö, johdannainen, taittuminen ja laskentataulukko. Tässä on kysymys sinulle: 'Mitkä ovat Snellin taittolain edut ja haitat?'
