Што такое паказчык праламлення паветра? Усё, што вам трэба ведаць!

Harry Flores 23-08-2023
Harry Flores

Паказчык праламлення - гэта крытычнае значэнне, якое паказвае многае пра асяроддзе і пра тое, як святло з ім узаемадзейнічае; ён вызначае, колькі святла выгінаецца або праламляецца, калі ён трапляе ў матэрыял. Паказчык праламлення з'яўляецца вырашальным фактарам у кампанентах любога аптычнага прыбора. Гэта дазваляе будаваць лінзы, якія факусуюць святло для фарміравання рэальных відарысаў.

Паказчык праламлення ўяўляе сабой стаўленне дзвюх розных хуткасцей і звычайна большы за 1. Паказчык праламлення паветра вельмі вялікі падобны да паказчыка праламлення вакууму, які дапамагае вылічыць паказчык праламлення іншых асяроддзяў.

Як гэта працуе?

Што такое праламленне?

Праламленне апісваецца як выгіб светлавой хвалі, калі яна праходзіць праз два празрыстыя асяроддзя рознай шчыльнасці, выкліканы зменай хуткасці хвалі.

Аўтар выявы: BlackFarm, Shutterstock

Што такое паказчык праламлення?

Паказчык праламлення, таксама званы паказчыкам праламлення, вымярае, наколькі хутка прамяні святла рухаюцца праз дадзенае асяроддзе. Ён таксама можа вымяраць, як светлавы прамень выгінаецца пры праходжанні паміж асяроддзямі.

Таму што гэта можа быць прадстаўлена як суадносіны дзвюх розных хуткасцей, хуткасці святла ў вакууме (c) і хуткасці святла (v ) у дадзеным асяроддзі паказчык праламлення з'яўляецца беспамернай велічынёй, звычайна прадстаўляецца як n=

Значэнне паказчыка праламлення звычайна большае за абороўны аднаму. Хуткасць святла ў вакууме заўсёды большая за хуткасць святла ў любым асяроддзі. Чым вышэй паказчык праламлення асяроддзя, тым павольней праходзіць праз яго святло.

Паняцце паказчыка праламлення прымяняецца не толькі ў оптыцы, але і ва ўсім электрамагнітным спектры, ад рэнтгенаўскіх прамянёў да радыёхваль. Фактычна, яго можна прымяніць да хваль, такіх як гукавыя хвалі.

Глядзі_таксама: Як далёка знаходзіцца Юпітэр? Колькі часу зойме падарожжа туды?

Законы праламлення

Згодна з законамі праламлення:
  • Падаючы прамень, адлюстраваны прамень і нармаль ляжаць у адной плоскасці.
  • Сінус вугла падзення і сінус вугла праламлення пастаянныя.

Закон Снела

Закон Снела ў оптыцы — гэта залежнасць паміж шляхам, які праходзіць прамень святла пры перасячэнні мяжы падзелу паміж дзвюма рэчывамі, якія кантактуюць, і іх адпаведнымі паказчыкамі праламлення.

Аўтар выявы: BlackFarm, Shutterstock

Якія бываюць розныя тыпы паказчыкаў праламлення?

Паказчык праламлення бывае двух тыпаў: абсалютны паказчык праламлення і адносны паказчык праламлення.

Тып паказчыка праламлення вызначаецца двума асяроддзямі, праз якія праходзіць святло. Адносны паказчык праламлення апісвае змяненне хуткасці або хуткасці святла пры яго перамяшчэнні з аднаго асяроддзя ў іншае. Абсалютны паказчык праламлення мае адно матэрыяльнае асяроддзе і адзін вакуум са хуткасцю святла 3 ×м/с.

Калі светлавыя прамяні рухаюцца ад больш рэдкага асяроддзя да больш шчыльнага, яны маюць тэндэнцыю нахіляцца да нармалі, у той час як калі яны рухаюцца ад больш шчыльнай да больш рэдкай, яны адхіляюцца ад нармалі ў кропцы захворванне. Яго хуткасць у паветры таксама амаль такая ж, як і ў вакууме, з нязначнай розніцай. Як вынікае з назвы, абсалютны паказчык праламлення дае прыблізную ацэнку аптычнай шчыльнасці дадзенага матэрыялу.

Што такое паказчык праламлення паветра?

Адносіны хуткасці святла ў вакууме да хуткасці святла ў паветры вызначаюцца як паказчык праламлення паветра. Паказчык праламлення паветра блізкі да 1, але большы за 1. Паказчык праламлення паветра роўны 1,0003, што вельмі падобна на паказчык праламлення ў вакууме (1,0000), таму гэтыя паказчыкі часта выкарыстоўваюцца як узаемазаменныя.

Паказчык праламлення паветра з'яўляецца фіксаваным лікам. Аднак існуюць нязначныя змены ў значэнні паказчыка праламлення паветра пры змене пэўных велічынь.

Наступныя фактары ўплываюць на паказчык праламлення:
  • Даўжыня хвалі святла: Паказчык праламлення паветра змяняецца ў залежнасці ад даўжыні хвалі. Калі белае святло праходзіць праз прызму, яно рассейвае колеры, таму што святло розных колераў з рознымі даўжынямі хваль мае розныя паказчыкі праламлення і таму згінаецца пад рознымі вугламі.
  • Тэмпература: паказчык праламлення звычайна роўныразлічваецца пры пакаёвай тэмпературы і ціску, але на значэнне паказчыка праламлення можа паўплываць значнае змяненне тэмпературы. Пры павышэнні тэмпературы серада становіцца менш шчыльнай. Хуткасць святла павялічваецца, а паказчык праламлення памяншаецца. Пры паніжэнні тэмпературы асяроддзе становіцца больш шчыльным. Такім чынам, хуткасць святла памяншаецца. У выніку павялічваецца паказчык праламлення.

Аўтар выявы: enasak, Shutterstock

Як разлічыць паказчык праламлення паветра

У вакууме , хуткасць святла ацэньваецца ў 2,99792458 x  м/с, а эксперыментальна вызначаная хуткасць святла ў паветры роўная 2,99704644 x  м/с. У гэтым выпадку святло трапляе ў зямную атмасферу з космасу для вызначэння паказчыка праламлення паветра. Першае асяроддзе - прастора - гэта вакуум, а другое - паветра.

У выніку каэфіцыент праламлення святла ў паветры адносна вакууму роўны прыблізна 1,0003. Паказчык праламлення паветра прымаецца роўным «1» у большасці разлікаў, дзе дзесятковыя кропкі не з'яўляюцца больш важнымі.

Прымяненне паказчыка праламлення паветра

Паказчык праламлення паветра можа выкарыстоўвацца для:
  • Вызначэнне чысціні паветра.
  • Разлік адноснага паказчыка праламлення іншых асяроддзяў, такіх як шкло, вада і метал, таму што паказчыкі праламлення паветра і вакуум амаль аднолькавыя.
  • Аналіз канцэнтрацыі таксічных газаў у паветры.
  • Ацэнка ўтрымання вільгаці ў паветры.

Часта задаюць пытанні (FAQ)

Ці большы за адзінку паказчык праламлення паветра?

Паказчык праламлення заўсёды большы за адзінку.

Глядзі_таксама: 20 парод качак у Індыяне (з малюнкамі)

Аўтар выявы: optimarc, Shutterstock

Ці залежыць паказчык праламлення паветра ад тэмпературы?

На паказчык праламлення ўплывае не толькі тэмпература, але таксама ціск, склад і асабліва даўжыня хвалі святла.

Ці распаўсюджваецца святло ад шкла да паветра?

Паколькі шкло больш шчыльнае за паветра, светлавы прамень, які праходзіць праз яго, запавольваецца. Калі прамень уступае ў кантакт з мяжой пад вуглом да нармалі, ён выгінаецца да нармалі.

Аўтар выявы: optimarc, Shutterstock

Што такое паказчык праламлення вады ?

Паказчык праламлення вады роўны 1,333.

Якое рэчыва мае найбольшы паказчык праламлення?

Алмаз мае самы высокі паказчык, значэнне 2,42.

Аўтар выявы: Pakumi36, Shutterstock

Прыклады індэкса праламлення

Наступная табліца пералічвае некаторыя з найбольш часта выкарыстоўваюцца асяроддзяў з добра вядомымі паказчыкамі праламлення:

Матэрыял ПраламленнеІндэкс
Паветра 1.0003
Вакуум 1.000
Вада 1.333333
Лёд 1.31
Алмаз 2.417
Шкло +- 1.5
Рубін 1.7

Падвядзенне вынікаў

Праламленне адбываецца, калі святло праходзіць паміж двума празрыстымі асяроддзямі дзвюх розных шчыльнасцей. Калі святло праходзіць праз асяроддзе, яго хуткасць змяняецца ў залежнасці ад прыроды асяроддзя. Паказчык праламлення апісвае, наколькі светлавы прамень змяняе кірунак і сваю хуткасць, калі ён рухаецца з аднаго асяроддзя ў іншае.

На паказчык праламлення паветра ўплываюць тэмпература і даўжыня хвалі. Паказчык праламлення паветра блізкі да 1, але крыху большы, што вельмі падобна на вакуум. Паказчык праламлення паветра роўны 1,0003. Паколькі паказчык праламлення паветра блізкі да паказчыка праламлення вакууму, яго можна выкарыстоўваць для разліку паказчыка праламлення іншых матэрыялаў.

Глядзіце таксама:

  • Што такое паказчык праламлення шкла? (Поўная разборка!)
  • Што такое паказчык праламлення вады? Усё, што вам трэба ведаць!
Крыніцы
  • //www.chegg.com/learn/physics/introduction-to-physics/index-of-refraction-of-air
  • //iopscience.iop.org/article/10.1088/0026-1394/2/2/002
  • //hypertextbook.com/facts/2005/MayaBarsky.shtml
  • // www.scienceabc.com/pure-sciences/what-index-of-refraction-defintion-examples-water-air-glass.html
  • //www.aakash.ac.in/blog/what-is-the-refractive-index-cbse-class-10-physics/

Аўтар абранага малюнка: Andy119, Shutterstock

Harry Flores

Гары Флорэс - вядомы пісьменнік і захоплены арнітолаг, які правёў незлічоныя гадзіны, даследуючы свет оптыкі і назіраючы за птушкамі. Вырасшы на ўскраіне невялікага гарадка на паўночным захадзе Ціхага акіяна, Гары моцна захапіўся светам прыроды, і гэтае захапленне толькі ўзмацнілася, калі ён пачаў даследаваць прыроду самастойна.Пасля заканчэння адукацыі Гары пачаў працаваць у арганізацыі аховы дзікай прыроды, што дало яму магчымасць падарожнічаць у самыя аддаленыя і экзатычныя месцы на планеце, каб вывучаць і дакументаваць розныя віды птушак. Менавіта падчас гэтых падарожжаў ён адкрыў для сябе мастацтва і навуку оптыкі, і адразу захапіўся.З таго часу Гары шмат гадоў вывучаў і выпрабоўваў рознае аптычнае абсталяванне, у тым ліку біноклі, прыцэлы і камеры, каб дапамагчы іншым лаўцам птушак атрымаць максімальную карысць ад іх вопыту. Яго блог, прысвечаны ўсім, што звязана з оптыкай і назіраннем за птушкамі, з'яўляецца скарбніцай інфармацыі, якая прыцягвае чытачоў з усяго свету, якія хочуць даведацца больш аб гэтых захапляльных тэмах.Дзякуючы сваім велізарным ведам і вопыту, Гары стаў паважаным голасам у супольнасці оптыкі і назірання за птушкамі, і яго парады і рэкамендацыі карыстаюцца попытам як для пачаткоўцаў, так і для вопытных аматараў птушак. Калі ён не піша і не назірае за птушкамі, Гары звычайна можна знайсціваждацца са сваім рыштункам або праводзіць час з сям'ёй і хатнімі жывёламі.