În lumea modernă, tehnologia electronică este dezvoltată de salturi și limite. În fiecare zi există ceva nou și nu numai îmbunătățiri minore ale modelelor existente, ci și rezultate ale aplicării tehnologiilor inovatoare care permit îmbunătățirea caracteristicilor de mai multe ori.
Industria electronică ține, de asemenea, pasul cu industria electronică - de fapt, pentru a dezvolta și a lansa noi dispozitive pe piață, acestea trebuie să fie testate temeinic atât la etapa de proiectare și dezvoltare, cât și la etapa de producție. Există noi tehnici de măsurare și noi metode de măsurare și, în consecință, noi termeni și concepte.
Pentru cei care se confruntă adesea cu abrevieri, abrevieri și termeni incomprehensibili și doresc să înțeleagă mai profund semnificația lor, iar acest titlu este destinat.
Refracția (refracția) este o schimbare în direcția de propagare a undelor de radiație electromagnetică, care apare la interfața dintre două medii transparente la aceste valuri sau în grosimea unui mediu cu proprietăți în continuă schimbare.
Refracția luminii la interfața dintre două medii conferă un efect paradoxal vizual: traversarea interfeței elemente directe uite formele medii mai dense un unghi mare cu normala la interfața (adică, refractată „în sus“); în timp ce fasciculul care intră în mediul mai dens, distribuit în acesta într-un unghi mai mic la normal (adică, refractată „în jos“). Același efect optic conduce la erori în determinarea vizuală a adâncimii apei, care par întotdeauna mai mică decât este în realitate.
Refracția luminii în atmosfera Pământului duce la observarea răsăritului oarecum mai devreme, iar apusul soarelui mai târziu decât ar fi fost în absența unei atmosfere. Din același motiv, în apropierea orizontului, discul Soarelui pare a fi destul de aplatizat de-a lungul verticalei.
Fizica fenomenului
Măsurarea unghiurilor de incidență și refracție a fasciculului de lumină
Construirea unui val refractat cu ajutorul principiului Huygens-Fresnel
Refracția frontelor valurilor pe interfața dintre două medii
Refracția are loc atunci când viteza de fază a undelor electromagnetice în diferite medii de contact. În acest caz, valoarea totală a vitezei undei trebuie să fie diferite pe diferite părți ale frontierei dintre mass-media. Cu toate acestea, dacă urmărim mișcarea, de exemplu, creasta valului de-a lungul interfeței - viteza corespunzătoare ar trebui să fie aceeași pentru ambele „jumătăți“ ale undei (ca la punctele de trecere a frontierei de undă maximă este maximă, și invers, este posibil să se vorbească despre incident și de sincronizare val transmise în toate puncte de frontieră, a se vedea. panoul superior). De la constructii geometrice simple descoperim că viteza punctului creasta de intersecție a liniei, înclinat pe direcția de propagare a undei la un unghi, va fi egal cu în cazul în care - viteza de propagare a undei.
Este clar din faptul că, în timp ce creasta valului care va avea loc în direcția de propagare (adică perpendicular pe coama) o distanță egală cu un picior al triunghiului, punctul creasta de intersecție a frontierei care va avea loc o distanță egală cu ipotenuza, iar raportul dintre aceste distanțe este egală cu sinusul unghiului, și este raportul viteze.
Apoi, echivalând viteza de-a lungul interfeței undelor incidente și transmise, obținem care este echivalentă cu legea lui Snell, deoarece indicele de refracție este definit ca raportul dintre viteza de radiație electromagnetică într-un vid la viteza de radiații electromagnetice într-un mediu.
Ca urmare, la interfața dintre două medii există fascicul de calitate refractate constă în faptul că unghiurile în mod normal la interfețele pentru incident și refractate grinzi sunt diferite unul de altul, care este cursul fasciculului în loc de a obține direct rupt - fasciculul este refractată.
Observăm că, în practică, metoda identică pentru derivarea legii Snell este de a construi valul transmis cu ajutorul principiului Huygens-Fresnel (vezi figura).
Într-un mediu izotrop la o undă sinusoidală, caracterizată prin frecvența și vectorul de undă perpendicular pe direcția de considerente val de propagare care componenta vectorului de undă paralel cu interfața, trebuie să fie aceeași înainte și după trecerea frontierei, conduc la același tip de drept de refracție.
În plus, este de remarcat faptul că vectorul de undă de fotoni egal cu vectorul de impulsul său împărțit constanta lui Planck, și permite o interpretare fizică naturală a legii Snell ca conservarea proiecția impulsului fotonului pe care le traversează interfața.
Refracție completă
În strânsă legătură cu fenomenul de refracție de reflexie de la limita de mass-media transparente. Într-un sens, ele sunt două fețe ale aceluiași fenomen. De exemplu, fenomenul de reflexie internă totală, datorită faptului că valurile refractate, care ar îndeplini cerințele legii lui Snell, pentru anumite unghiuri de incidență nu este, și trebuie să se reflecte pe deplin val.
Dacă o undă polarizată vertical cade pe interfață la un unghi Brewster, se va observa efectul refracției complete - valul reflectat va fi absent.
Refracție în inginerie și instrumente științifice
Fenomenul refractie stă la baza telescopului refractor de lucru (în scopuri științifice și practice, inclusiv ponderea covârșitoare a telescoape, binocluri și alte instrumente optice), lentile fotografice, camere de cinema și de televiziune, microscoape, lupe, ochelari, dispozitive de proiecție, receptoare și transmițătoare de semnal optic, hub-uri puternice fascicule de lumină, spectroscopes de prisme si monocromatoare spectrometre de prisme si multe alte dispozitive optice care cuprind lentile și / sau prisme. Acesta trebuie să fie incluse în calculul activității aproape toate dispozitivele optice. Toate acestea se referă la diferite game ale spectrului electromagnetic.
În acustică, refracția sunetului este deosebit de importantă atunci când se ia în considerare propagarea sunetului într-un mediu neomogen și, bineînțeles, la limita diferitelor medii.
Poate fi important în tehnologie să se țină cont de refracția valurilor de altă natură, de exemplu valuri pe apă, diverse valuri în medii active etc.
Refracție în viața obișnuită
Dublu curcubeu - unul dintre cele mai frumoase fenomene asociate cu refracția.
Refracția luminii în diferite lichide și sticlă
Paie în lichid pare rupt din cauza diferit indicele de refracție al luminii în aer și în lichid.
Refracțiile de lumină care trec prin sticlă
Refracția are loc la fiecare pas și este perceput ca fiind destul de banal: ea poate fi văzută ca o lingura, care este într-o ceașcă de ceai, acesta va fi „brokenfooted“ la granița apei și a aerului. Este necesar să se constate că această observație, atunci când acceptarea necritică dă impresia greșită a semnului efectului: aparent o lingură rupt merge în direcția opusă refracția reală a razelor de lumină.
Refracția și reflexia luminii în picăturile de apă generează un curcubeu.
refracție multiplă (și reflectă parțial) într-un mic structuri elemente transparente (fulgi, fibre, hârtie, vezicule) sunt explicate proprietăți mată (fără oglindă) suprafețe reflectorizante, cum ar fi hârtia albă zăpada, spumă albă.
Refracția în atmosferă explică multe efecte interesante. De exemplu, în anumite condiții meteorologice, Pământul (de la o înălțime mică) poate arăta ca un castron concav (mai degrabă decât o parte dintr-o bilă convexă).
Legea lui Snell
Legea lui Snell (de asemenea, Snell sau Snell) descrie refracția luminii la limita a două medii transparente. De asemenea, este aplicabil pentru a descrie refracția valurilor de altă natură, de exemplu undele sonore.
Unghiul incidenței luminii pe suprafață este legat de unghiul de refracție al relației
- - indicele de refracție al mediului din care lumina cade pe interfață;
- - unghiul de incidență a luminii - unghiul dintre fasciculul incident pe suprafață și cel normal față de suprafață;
- - indicele de refracție al mediului în care lumina intră, trecând interfața;
- - unghiul de refracție a luminii - unghiul dintre fasciculul transmis prin suprafață și cel normal față de suprafață.
Dacă n_2 \, „src =“ http://upload.wikimedia.org/math/d/5/a/d5ac5bbbf97c3525200be330d346ffde.png „>, există o reflexie internă totală (fasciculul refractate este absent, fasciculul incident este reflectat în totalitate din interfața dintre mass-media )
- Trebuie remarcat faptul că, în cazul mediilor anisotropice (de exemplu, cristale cu simetrie scăzută sau solide deformate mecanic), refracția se supune unei legi oarecum mai complexe. În acest caz, dependența direcției razei refractare este posibilă nu numai pe direcția fasciculului incident, ci și pe polarizarea sa.
- De asemenea, trebuie remarcat faptul că legea lui Snellius nu descrie raportul dintre intensitățile și polarizările incidentului, razele refractate și reflectate.
- legea lui Snell este bine definit pentru cazul „opticii geometrice“, adică, în cazul în care lungimea de undă este destul de mică în comparație cu mărimea suprafeței de refracție, în general vorbind activitatea în cadrul o descriere aproximativă, ceea ce este optica geometrice.
Formula vectorială
Lăsați vectorii raze incidentului și razele de lumină refractate, adică un vector care indică direcția razelor și având o lungime și un vector normal de unitate la suprafața de refracție a punctului de refracție. atunci
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: