軽元素の屈折、法則および実験



の 光の屈折 は、光が屈折率の異なる2つの媒体の分離面に斜めに当たったときに発生する光学現象です。これが起こると光はその方向と速度を変える.

水はより低い屈折率を有するので、例えば光が空気から水へ通過するときに屈折が生じる。水中での体の形が本来あるべき方向からどのように外れているかを観察するときに、プールの中で完全に見られる現象です。.

それはさまざまな波の種類に影響を与える現象ですが、光の場合が最も代表的で、私たちの日々の中でより多くの存在を持つものですが.

光の屈折についての説明は、スネルの法則として知られるようになった、それを説明するための法律を制定したオランダの物理学者ヴィレブロルドスネルファンロイによって提供されました。.

光の屈折に特別な注意を払ったもう一人の科学者はアイザックニュートンでした。それを研究するために、彼は有名なガラスプリズムを作りました。プリズムの中では、光は彼の顔のうちの1つによって彼の中に入り込み、異なる色に屈折して分解します。このように、光の屈折の現象を通して、白色光は虹のすべての色で構成されていることを証明した.

索引

  • 1屈折の要素
    • 1.1異なる媒質中の光の屈折率
  • 2屈折法
    • 2.1第一屈折法則
    • 2.2第2屈折法則
    • 2.3フェルマーの原理
    • 2.4スネルの法則の結果
    • 2.5限界角と全反射
  • 3実験
    • 3.1原因 
  • 4日々の光の屈折
  • 5参考文献 

屈折の要素

光の屈折の研究において考慮すべき主な要素は以下の通りである： - 二つの物理的媒体の分離面に斜めに入射する光線である - 入射光線。これは、媒体を横切る光線であり、その方向と速度を変更します - 法線は、2つの媒体の分離面に垂直な仮想線です - 入射角（i）は、次のように定義されます。入射光線と法線とのなす角。 - 屈折角（ｒ）は、法線と屈折光線とのなす角として定義される。.

-さらに、媒質の屈折率（n）も考慮する必要があります。これは、真空中の光速と媒質内の光速の商です。.

n = c / v

この点で、真空中の光速は300,000,000 m / sの値をとることを覚えておく価値があります.

異なる媒質中の光の屈折率

最も一般的な手段のいくつかにおける光の屈折率は次のとおりです。

屈折の法則

スネルの法則はしばしば屈折の法則と呼ばれますが、真実は屈折の法則が2つであると言えるということです。.

第一屈折法則

入射光線、屈折光線および法線光線は同じ空間平面内にある。同じくスネルによって推論されるこの法律では、反省もまた適用される.

第二の屈折則

2番目の屈折の法則またはスネルの法則は、次の式によって決定されます。

n1 センi = n2 セン

nであること1 光が由来する媒体の屈折率。入射角です。 n2 光が屈折する媒体の屈折率。屈折角.

フェルマーの原理

フェルマーの最小時間または原理の初めから、今まで見てきた反射の法則と屈折の法則の両方を推測することができます。.

この原則は、空間の2点間を移動する光線に続く実際の軌跡は、交差するのに必要な時間が短いことを確認します。.

スネルの法則の帰結

前の式から推測される直接的な影響のいくつかは次のとおりです。

a）nの場合2 > n1 ;セン < sen i o sea r < i

したがって、光線が低屈折率の媒質から高屈折率の媒質へと通過すると、屈折光線は法線に近づきます。.

b）n2の場合 < n1 ; sen r> sin iまたはr> i

したがって、光線が屈折率の高い媒質から屈折率の低い媒質へと通過すると、屈折した光線は法線から遠ざかります。.

ｃ）入射角がゼロであれば、屈折ビームの角度もゼロである。.

限界角と全反射

スネルの法則のもう一つの重要な結果は、限界角として知られているものです。これは、90°の屈折角に対応する入射角に付けられた名前です。.

これが起こると、屈折光線は２つの媒体の分離面と同一平面上を移動する。この角度は臨界角とも呼ばれます.

限界角を超える角度では、全反射と呼ばれる現象が発生します。このとき、光線全体が内部で反射されるため、屈折は起こりません。内部全反射は、より高い屈折率を有する媒体からより低い屈折率を有する媒体へ移動するときにのみ生じる。.

全反射の１つの用途は、エネルギーの損失なしに光ファイバを通る光の伝導である。それのおかげで、我々は光ファイバーネットワークによって提供される高いデータ転送速度を楽しむことができます.

実験

屈折現象を観察することができる非常に基本的な実験は、水でいっぱいのガラスに鉛筆またはペンを導入することから成ります。光の屈折の結果として、沈められたペンまたは鉛筆の部分は、人が持っていると予想される軌道に関してわずかに壊れているかまたはずれているように見える。.

レーザーポインタで同様の実験をすることもできます。もちろん、レーザー光の視認性を向上させるには、数滴の牛乳をコップ1杯の水に注ぐ必要があります。この場合、光ビームの経路をよりよく理解するために、実験は低照度条件で実施することをお勧めします。.

どちらの場合も、異なる入射角を試して、これらの変化に応じて屈折角がどのように変化するかを観察することは興味深いです。.

原因 

この光学的効果の原因は、空気中で見える画像に対して、鉛筆の画像（またはレーザービーム）が水中で偏向して見える光の屈折に求められなければなりません。.

日々の光の屈折

光の屈折は、私たちの日々のさまざまな状況で観察できます。私たちの何人かはすでにそれらに名前を付けています.

屈折の1つの結果は、プールが実際よりも浅いように見えることです。.

屈折の別の効果は、光が大気中の水滴を通過することによって屈折するために生じる虹です。それは光線がプリズムを通過するときに起こるのと同じ現象です.

光の屈折のもう一つの結果は、それが実際に起こってから数分後の太陽の夕日を観察することです。.

参考文献

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