ግልጽ በሆኑ ንጥረ ነገሮች ላይ የብርሃን ሞገድ ስርጭት አስፈላጊ ከሆኑት ህጎች አንዱ በ17ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በሆላንዳዊው ስኔል የተቀናበረው የማጣቀሻ ህግ ነው። በሂሳብ አጻጻፍ ውስጥ የሚታየው የማጣቀሻዎች ክስተት ጠቋሚዎች እና ማዕዘኖች ናቸው. ይህ መጣጥፍ የብርሃን ጨረሮች በተለያዩ ሚዲያዎች ላይ በሚያልፉበት ጊዜ እንዴት እንደሚያሳዩ ያብራራል።
የማፈግፈግ ክስተት ምንድን ነው?
የማንኛውም ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ዋና ንብረቱ በአንድ አይነት (ተመሳሳይ) ቦታ ላይ ያለው ቀጥተኛ እንቅስቃሴ ነው። ማንኛውም አይነት አለመመጣጠን በሚፈጠርበት ጊዜ ማዕበሉ ከሬክቲላይንኛ አቅጣጫ መዛባት ብዙ ወይም ያነሰ ያጋጥመዋል። ይህ ተመሳሳይነት የጎደለው ሁኔታ በአንድ የተወሰነ የጠፈር ክልል ውስጥ ኃይለኛ የስበት ወይም የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ መኖር ሊሆን ይችላል. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ እነዚህ ጉዳዮች አይታሰቡም, ነገር ግን ከንጥረቱ ጋር ለተያያዙ ኢንሆሞጂኒቲዎች ትኩረት ይሰጣሉ.
የብርሃን ጨረሮች ነጸብራቅ ውጤት በክላሲካል አጻጻፉሁለት የተለያዩ ግልጽ ሚዲያዎችን በሚገድበው ወለል ላይ በሚያልፉበት ጊዜ የዚህ ሞገድ እንቅስቃሴ ከአንድ ቀጥተኛ አቅጣጫ ወደ ሌላ አቅጣጫ የሰላ ለውጥ ማለት ነው።
የሚከተሉት ምሳሌዎች ከላይ የተሰጠውን ትርጉም ያሟላሉ፡
- የጨረር ሽግግር ከአየር ወደ ውሃ፤
- ከመስታወት ወደ ውሃ፤
- ከውሃ ወደ አልማዝ ወዘተ.
ይህ ክስተት ለምን ይከሰታል?
የተገለጸው ውጤት ብቸኛው ምክንያት የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች በሁለት የተለያዩ ሚዲያዎች ውስጥ ያለው የፍጥነት ልዩነት ነው። እንደዚህ አይነት ልዩነት ከሌለ ወይም እዚህ ግባ የማይባል ከሆነ በይነገጹ ውስጥ ሲያልፉ ጨረሩ የመጀመሪያውን የስርጭት አቅጣጫ ይይዛል።
የተለያዩ ግልጽ ሚዲያዎች የተለያዩ አካላዊ እፍጋት፣ኬሚካል ስብጥር፣ሙቀት አላቸው። እነዚህ ሁሉ ምክንያቶች በብርሃን ፍጥነት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ. ለምሳሌ ፣የማይሬጅ ክስተት በአየር ንጣፎች ውስጥ ያለው የብርሃን ነጸብራቅ ቀጥተኛ ውጤት ነው ወደተለያዩ የሙቀት መጠኖች ከምድር ገጽ አጠገብ።
ዋነኛ የማጣቀሻ ህጎች
ከእነዚህ ህጎች ውስጥ ሁለቱ አሉ፣ እና ማንም ሰው ፕሮትራክተር፣ሌዘር ጠቋሚ እና ወፍራም ብርጭቆ የታጠቁ ከሆነ ሊፈትናቸው ይችላል።
እነሱን ከመቅረጽዎ በፊት አንዳንድ ማስታወሻዎችን ማስተዋወቅ ጠቃሚ ነው። አንጸባራቂው ኢንዴክስ እንደ ni ተጽፏል፣ እዚያም እኔ - ተጓዳኙን መካከለኛ ይለያል። የክስተቱ አንግል በምልክቱ θ1 (ተታ አንድ)፣ የማጣቀሻው አንግል θ2 (ቴታ ሁለት) ነው። ሁለቱም ማዕዘኖች ይቆጠራሉ።ከተለያየ አውሮፕላኑ አንጻር ሳይሆን ከመደበኛው ጋር።
ህግ 1. መደበኛ እና ሁለት ጨረሮች (θ1 እና θ2) በአንድ አውሮፕላን ውስጥ ይተኛሉ። ይህ ህግ ለማሰላሰል ከ1ኛው ህግ ጋር ሙሉ ለሙሉ ተመሳሳይ ነው።
ህግ ቁጥር 2. ለክለሳ ክስተት፣ እኩልነት ሁሌም እውነት ነው፡
1 ኃጢአት (θ1)=n2 ኃጢአት (θ 2)።
ከላይ ባለው ቅጽ፣ ይህ ሬሾ ለማስታወስ ቀላሉ ነው። በሌሎች ቅርጾች, ያነሰ ምቹ ይመስላል. ህግ 2 ለመጻፍ ሁለት ተጨማሪ አማራጮች አሉ፡
ኃጢአት (θ1) / ኃጢአት (θ2)=n2 / n1;
ኃጢአት (θ1) / ኃጢአት (θ2)=v1 / v2.
Vi የሞገድ ፍጥነት በ i-th መካከለኛ ነው። ሁለተኛው ቀመር ከመጀመሪያው በቀላሉ የሚገኘው በ ni:
አገላለጹን በቀጥታ በመተካት ነው።
i=ሐ / vi።
ሁለቱም ህጎች የበርካታ ሙከራዎች እና አጠቃላይ ውጤቶች ናቸው። ነገር ግን የትንሽ ጊዜ መርህ ወይም የፌርማትን መርህ በመጠቀም በሂሳብ ሊገኙ ይችላሉ። በተራው፣ የፌርማት መርህ ከሁይገንስ-ፍሬስኤል የሁለተኛ ማዕበል ምንጮች የተወሰደ ነው።
የህግ ባህሪያት 2
1 ኃጢአት (θ1)=n2 ኃጢአት (θ 2)።
አራቢው በጨመረ ቁጥር n1 (የብርሃን ፍጥነት በከፍተኛ ሁኔታ የሚቀንስበት ጥቅጥቅ ያለ ኦፕቲካል ሚዲያ)፣ ይበልጥ የሚቀርበው θ መሆኑን ማየት ይቻላል። 1ወደ መደበኛው (ኃጢያት (θ) ተግባር በብቸኝነት ይጨምራልክፍል [0o፣ 90o])።
የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች የማጣቀሻ ኢንዴክሶች እና ፍጥነቶች በሙከራ የሚለኩ ሠንጠረዥ እሴቶች ናቸው። ለምሳሌ ፣ ለአየር ፣ n 1.00029 ፣ ለውሃ - 1.33 ፣ ለኳርትዝ - 1.46 ፣ እና ለብርጭቆ - 1.52 ያህል። ኃይለኛ ብርሃን በአልማዝ ውስጥ እንቅስቃሴውን ያዘገየዋል (2.5 ጊዜ ያህል) ፣ የማጣቀሻ ኢንዴክስ 2.42.
ከላይ ያሉት አሃዞች እንደሚናገሩት የትኛውም የጨረራ ምልክት ምልክት ከተደረገበት ሚዲያ ወደ አየር የሚደረግ ሽግግር በማእዘኑ (θ2>θ 1)። የጨረራውን አቅጣጫ ሲቀይሩ ተቃራኒው መደምደሚያ እውነት ነው።
የማስተካከያው ኢንዴክስ እንደ ማዕበሉ ድግግሞሽ ይወሰናል። ለተለያዩ ሚዲያዎች ከላይ ያሉት አሃዞች ከ 589 nm የሞገድ ርዝመት ጋር በቫኩም (ቢጫ) ይዛመዳሉ። ለሰማያዊ ብርሃን፣ እነዚህ አሃዞች በትንሹ ከፍ ያለ፣ እና ለቀይ - ያነሰ ይሆናሉ።
የመከሰቱ አንግል ከጨረሩ አንጸባራቂ አንግል ጋር እኩል መሆኑን በአንድ ነጠላ ጉዳይ ላይ ብቻ ጠቋሚዎቹ n1 እና n መሆናቸውን ልብ ሊባል ይገባል። 2 ተመሳሳይ ናቸው።
የዚህ ህግ በመገናኛ ብዙሃን ምሳሌ ላይ የሚተገበሩ ሁለት የተለያዩ ጉዳዮች ናቸው፡ብርጭቆ፣አየር እና ውሃ።
ጨረሩ ከአየር ወደ ብርጭቆ ወይም ውሃ
ለእያንዳንዱ አካባቢ ሊታሰብባቸው የሚገቡ ሁለት ጉዳዮች አሉ። ለምሳሌ የአደጋ ማዕዘኖችን መውሰድ ትችላለህ 15o እና 55o በመስታወት እና በውሃ ድንበር ላይ። በውሃ ወይም በመስታወት ውስጥ ያለው የማጣቀሻ አንግል ቀመሩን በመጠቀም ማስላት ይቻላል፡
θ2=አርክሲን (n1 / n2 ኃጢአት (θ1))።
በዚህ ጉዳይ ላይ የመጀመሪያው መካከለኛ አየር ነው ማለትም n1=1, 00029.
ከላይ ባለው አገላለጽ የሚታወቁትን የአደጋ ማዕዘኖች በመተካት የሚከተለውን እናገኛለን፡
ለውሃ፡
(n2=1, 33): θ2=11፣ 22o (θ1 =15o) እና θ2=38, 03 o (θ1 =55o);
ለብርጭቆ፡
(n2=1, 52): θ2=9, 81o (θ1 =15o) እና θ2=32, 62 o (θ1 =55o)።
የተገኘው መረጃ ሁለት ጠቃሚ ድምዳሜዎችን እንድናገኝ ያስችለናል፡
- ከአየር ወደ መስታወት ያለው የማጣቀሻ አንግል ከውሃ ያነሰ ስለሆነ መስታወቱ የጨረራዎቹን አቅጣጫ በትንሹ ይለውጣል።
- የአደጋው አንግል በበዛ ቁጥር ጨረሩ ከዋናው አቅጣጫ ያፈነግጣል።
ብርሃን ከውሃ ወይም ብርጭቆ ወደ አየር ይንቀሳቀሳል
እንዲህ ላለው የተገላቢጦሽ ጉዳይ የማጣቀሻው አንግል ምን እንደሆነ ማስላት ያስደስታል። የስሌቱ ቀመር ካለፈው አንቀጽ ጋር አንድ አይነት ሆኖ ይቆያል፣ አሁን ብቻ አመልካች n2=1, 00029 ማለትም ከአየር ጋር ይዛመዳል።
ያግኙ
ጨረሩ ከውሃ ውስጥ ሲወጣ፡
(n1=1, 33): θ2=20፣ 13o (θ1=15o) እና θ2=የለም (θ1=55o);
የመስታወት ምሰሶው ሲንቀሳቀስ፡
(n1=1, 52): θ2=23፣16o(θ1 =15o) እና θ2=የለም (θ1=55o)።
ለአንግል θ1 =55o፣ ተዛማጅ θ2 አይቻልም። ተወስኗል። ይህ የሆነው ከ90o በላይ ሆኖ በመገኘቱ ነው። ይህ ሁኔታ በኦፕቲካል ጥቅጥቅ ባለ መካከለኛ ውስጥ አጠቃላይ ነጸብራቅ ይባላል።
ይህ ተፅዕኖ ወሳኝ በሆኑ የክስተቶች ማዕዘኖች ይታወቃል። በሕግ ቁጥር 2 ኃጢአት (θ2) ወደ አንድ፡
በማመሳሰል እነሱን ማስላት ይችላሉ።
θ1c=አርክሲን (n2/ n1)።
።
የመስታወት እና የውሃ አመልካቾችን በዚህ አገላለጽ በመተካት፡
ለውሃ፡
(n1=1, 33): θ1c=48፣ 77o;
ለብርጭቆ፡
(n1=1, 52): θ1c=41, 15o.
ለተዛማጅ ግልጽ ሚዲያ ከተገኙት እሴቶች የሚበልጥ ማንኛውም የአደጋ አንግል የበይነገጽ አጠቃላይ ነጸብራቅ ውጤትን ያስከትላል፣ ማለትም ምንም የተቀነሰ ጨረር አይኖርም።