Snellov zakon je odvisen od zakon loma, ker lahko napove velikost upogiba svetlobnega žarka. Zakon loma ni nič drugega kot upogibanje svetlobnega žarka, ko potuje med dvema različnima medijema, kot sta voda ali steklo, zrak itd. (Od enega medija do drugega tipa medija). Ta zakon določa razmerje med kotom vpadnega žarka (svetloba) in kotom oddanega žarka (svetloba), ko se stikata na dveh različnih medijih. Zakon fenomena lahko opazimo pri vseh vrstah materialov, zlasti pri optičnih kablih. Willebrord Snell je leta 1621 priznal lomni zakon in ga pozneje imenoval kot Snelllov zakon. Lahko izračuna hitrost svetlobe in indeks loma, ko material oz svetlobni žarek vmesnik na dveh različnih medijih skozi mejno črto. Ta članek opisuje celoten Snellov delovni list zakona.
Kaj je Snelllov zakon?
Opredelitev: Snellov zakon se imenuje tudi lomni zakon ali Snellov Descartes. Opredeljen je kot razmerje sinusov vpadnega kota lomnega polja, enako enakemu vzajemnemu razmerju lomnih količnikov ali faznih hitrosti, ko svetlobni žarek potuje iz enega v drug medij. Podaja razmerje med vpadnim kotom in lomnim kotom, ko svetlobni žarek potuje med dvema izotropnima medijema. Tudi vpadni kot in lomni kot sta konstantna.
Snellova zakonska formula
Formula Snellovega zakona je,
Sin α1 / sinus α2 = V1 / V2
ali
Sin α1 / sinus α2 = n2 / n1
ali
Sin i / sinus r = konstanta = c
Tu se konstanta nanaša na lomne količnike dveh medijev
Kjer je α1 = vpadni kot
α2 = lomni kot
V1 in V2 = fazni hitrosti dveh različnih medijev
n1 in n2 = lomna indeksa dveh različnih medijev
Snellova enačba zakona
Ta enačba daje razmerje med vpadnim kotom in kotom prenos enako količniku loma vsakega medija. Podana je kot,
Brez α1 / Brez α2 = n2 / n1
Tu ‘α1’ meri vpadni kot
„Α2“ meri lomni kot
‘N1’ meri lomni količnik prvega medija
„N2“ meri lomni količnik drugega medija.
Izpeljava
V bistvu, Snellova izpeljava zakona izhaja iz Fermatovega načela. Fermatov princip je opredeljen kot svetloba, ki potuje po najkrajši poti z majhnim časom. Upoštevajte, da konstantni svetlobni žarek potuje iz enega medija v drugega skozi določeno normalno črto ali mejno črto, kot je prikazano na sliki.
Stalni svetlobni žarek Snelllovega zakona
Ko svetlobni žarek prečka mejno črto, se lomi z manjšim ali večjim kotom. Vpadni koti in lomni koti se merijo glede na normalno črto.
V skladu s tem zakonom lahko te kote in indekse loma izpeljemo iz naslednje formule.
Brez α1 / Brez α2 = n2 / n1
Hitrost svetlobe je odvisna od lomnega količnika dveh medijev
Brez α1 / Brez α2 = V1 / V2
Kjer sta „α1“ in „α2“ kota padanja in loma.
„N1“ in „n2“ sta indeksa loma prvega in drugega medija
„V1“ in „V2“ določata hitrost ali hitrost svetlobnega žarka.
Lom
Snellov lom loma se zgodi, ko se hitrost svetlobnega žarka spremeni med prehajanjem iz enega medija v drugega. Ta zakon lahko imenujemo tudi Snellov lom loma. Pojavi se, kadar se hitrost svetlobe spreminja med potovanjem skozi dva različna medija.
Potovanje svetlobe v Snelllovem zakonu
Razmislite o dveh različnih medijih zrak in voda. Ko svetloba potuje iz prvega medija (zrak) v drugega (voda), se svetlobni žarek lomi proti vmesniku ali od njega (normalna črta). Kot loma je odvisen od relativnega lomnega količnika obeh medijev. Kot loma je visok, ko se svetlobni žarek širi stran od normalnega. Ko je lomni količnik drugega materiala višji od lomnega količnika prvega materiala, se lomljeni žarek širi proti normali in kot loma je majhen. To daje popoln notranji odraz.
To pomeni, da se svetlobni žarek, ko potuje iz spodnjega v višji medij, upogne proti normalni glede na vmesnik. Lomni količnik materiala je odvisen od valovne dolžine. Če je valovna dolžina visoka, bi bil lomni količnik nizek. Indeks loma se lahko spreminja od enega do drugega medija. Na primer, vakuum = 1, zrak = 1.00029, voda = 1,33, steklo = 1,49, alkohol = 1,36, glicerin = 1,4729, diamant = 2,419.
Hitrost svetlobnega žarka se širi iz enega v drug medij in je odvisna od lomnega količnika uporabljenega materiala. Torej, lom tega zakona lahko določi hitrost lomljenega žarka s površine vmesnika. Na koncu opazimo, da se Snell-ov lomni zakon lahko uporablja za katero koli vrsto materiala ali medija.
Primer
Primere Snellovega zakona lahko v vseh zadevah in materialih večinoma opazimo pri optičnih kablih. Uporablja se v optični naprave, kot so očala, kamere, kontaktne leče in mavrice.
Najpomembnejši primer je instrument refraktometra, ki se uporablja za izračun lomnega količnika tekočin.
Teorija snell-ovega zakona se uporablja v telekomunikacijskih sistemih in sistemih za prenos podatkov s hitrimi strežniki.
Snell’s Law Workheet
Poiščite vpadni kot, če je lomljen žarek pri 14 stopinjah, je lomni količnik 1,2.
Kot loma sinus 1 = 14 stopinj
Lomni količnik c = 1,2
Iz snell-ovega zakona,
Sin i / sin r = c
Sin i / sin 14 = 1
Sin i = 1,2 x greh 14
Sin i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Zato je i = 16,7 stopinje.
Poiščite lomni količnik medija, če je vpadni kot 25 stopinj in lomni kot 32 stopinj
Glede na greh i = 25 stopinj
Brez r = 32 stopinj
Stalni lomni količnik = c =?
Iz Snellovega zakona
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Poiščite lomni kot, če je vpadni kot 45 stopinj, lomni količnik padajočega žarka 1,00 in lomni količnik lomljenega žarka 1,33
Glede na greh α1 = 45 stopinj
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Brez α2 =?
Iz snell-ovega zakona,
n1 brez α1 = n2 brez α2
1 x greh (45 stopinj) = 1,33 x greh α2
0,707 = 1,33 x sin α2
Brez α2 = 0,53
α2 = 32,1 stopinje
Tu gre torej za to pregled snell-ovega zakona - definicija, formula, enačba, izpeljava, lom in delovni list. Tu je vprašanje za vas: 'Kakšne so prednosti in slabosti Snellovega lomnega zakona?'
