Kaj vpliva na kot loma svetlobe?

Vsebina

• Kot nagnjenosti
• Lomni indeksi
• Valovna dolžina svetlobe
• Anizotropija

Predstavljajte si žlico, položeno v pol kozarca vode. Kaže, da se žlica upogne na meji zrak-voda. To je zato, ker svetlobni žarki, ki dosežejo vaše oči izpod vode, spremenijo smer, ko preidejo v zrak. Ta pojav je znan kot lom. Obstaja več dejavnikov, ki določajo, pod kakšnim kotom se bo svetlobni žarek upognil pri prehodu iz enega medija v drugega.

Kot nagnjenosti

Če svetlobni žarek prehaja iz enega medija na drugega - na primer od zraka do stekla - pravokotno na površino med medijem, ne spremeni smeri, gre desno skozi. Če pa zadene površino pod kotom v pravokotnico, spremeni smer, ko se premakne v drugi medij. Kot, ki ga svetlobni žarek naredi s pravokotnikom v prvem mediju, imenujemo vpadni kot. Kot, ki ga svetlobni žarek naredi s pravokotnikom v drugem mediju, imenujemo kot loma. Razmerje med vpadnim kotom (i) in kotom loma (r) poda zakon Snells: sin (r) / sin (i) = ni / nr, kjer je ni indeks loma prvega medija in nr indeks loma drugega medija. Za fiksni par medijev je ni / nr fiksiran. Torej je jasno, da ko se vpadni kot i spremeni, se spremeni tudi kot loma r.

Lomni indeksi

Iz zakona Snells lahko razberemo, da je kot loma odvisen od razmerja ni / nr lomnih indeksov obeh medijev. Če je nr večji od ni - na primer, ko svetloba prehaja iz zraka (ni = 1,0) v steklo (ni = 1,5) - je kot loma manjši od vpadnega kota, tj. Svetlobni žarek se upogne proti pravokotno na površino med obema medijema, ko prestopi v drugi medij. Če je nr manjši od ni, se svetlobni žarek, ki vstopa v drug medij, upogne stran pravokotno na površino med obema medijem.

Valovna dolžina svetlobe

Kot loma je odvisen tudi od valovne dolžine svetlobe. Vidna svetloba različnih barv ima različne valovne dolžine in nekoliko drugačne indekse loma. Razlika je tako majhna, da je ne vidite, ko na primer bela svetloba skozi ravno stekleno ploščo. Ko pa bela svetloba prehaja skozi prizmo in se dvakrat lomi na obeh površinah, se vsaka barva upogne pod različnim kotom in jasno vidite ločene barve.

Anizotropija

V nekaterih posebnih primerih je indeks loma v mediju lahko odvisen od smeri, v katerem svetloba prehaja skozi medij. Določeni mineralni kristali imajo dva ločena indeksa loma vzdolž dveh smeri in so znani kot dvorefleksni materiali. Na primer, turmalin je kristal z dvema lomnima indeksoma: 1,666 in 1,638. Za te materiale je kot loma odvisen od orientacije meje med nosilci s posebnimi osmi kristala.