Diferența cheie – Unghiul de incidență vs. Unghiul de refracție
Diferența cheie dintre unghiul de incidență și unghiul de refracție este ordinea secvențială a celor două unghiuri, realizată la o interfață media de o undă.
Refracția este o proprietate a undelor. O undă poate avea viteze diferite pentru medii diferite. Modificarea vitezei la o limită a unui mediu determină refracția unei unde. Acest articol se concentrează în special pe razele de lumină, de dragul simplității.
Definiția unghiului de incidență și a unghiului de refracție
Unghiul de incidență este unghiul dintre normala de la interfață și raza incidentă.
Unghiul de refracție este definit ca unghiul dintre normala de la interfață și raza refractată. Unghiurile pot fi măsurate cu orice unitate, dar aici se folosesc grade. Să aruncăm mai întâi o privire la legile refracției.
- Raza incidentă, raza refractată și normala de la interfață se află în același plan.
- Sinusul unghiului de incidență(i) față de cel al unghiului de refracție(r) la interfață rămâne în relație constantă. Această constantă se numește indicele de refracție al celui de-al doilea mediu față de primul mediu.
Ține cont de proprietatea reversibilității luminii. Dacă pur și simplu inversăm direcția razei de lumină considerând sfârșitul prezent drept început și începutul prezent ca sfârșit, raza luminoasă va urma aceeași cale.
Formarea unghiului de incidență și a unghiului de refracție
Diferența dintre raza incidentă și cea refractată depinde de faptul dacă raza luminoasă vine la interfață sau părăsește interfața. Imaginează-ți o rază de lumină ca un flux de fotoni. Fluxul de particule lovește interfața formând un anumit unghi cu normalul, apoi se scufundă în celăl alt mediu, formând practic un unghi diferit cu normalul.
Unghiul de incidență poate fi modificat manual, deoarece este independent de mediu. Dar unghiul de refracție este definit de indicii de refracție ai mediilor. Cu atât mai mult diferența dintre indicii de refracție, cu atât mai mult diferența dintre unghiuri.
Locația unghiului de incidență și unghiului de refracție în raport cu interfața
Dacă o rază de lumină trece de la mediu1 la mediu2, unghiul de incidență se află în mediu1, iar unghiul de refracție se află în mediu2 și invers pentru schimbarea mediilor.
Ambele unghiuri sunt realizate cu normalul la interfața mediilor. În funcție de indicele de refracție relativ, raza de lumină refractată poate face un unghi mai mare sau mai mic decât cel al razei de lumină incidentă.
Valori ale unghiului de incidență și unghiului de refracție
Refractie de la un mediu mai rar la mai dens
Orice valoare între 0 și 90 de grade poate fi atribuită ca unghi de incidență, dar raza refractată nu poate fi luată nicio valoare dacă raza de lumină provine din mediul mai rar. Pentru întreaga gamă a unghiului incident, unghiul de refracție atinge o valoare maximă care este exact aceeași cu unghiul critic descris în continuare.
Refractie de la un mediu mai dens la mai rar
Cele de mai sus nu sunt valabile pentru o situație în care raza luminoasă provine dintr-un mediu mai dens. Când creștem treptat unghiul de incident, vom vedea și unghiul de refracție crește rapid până când se atinge o anumită valoare a unghiului de incident. La acest unghi critic (c) al razei incidente, raza de lumină refractată atinge valoarea maximă, 90 de grade (raza refractată merge de-a lungul interfeței) și dispare pentru un moment. Dacă încercăm să creștem mai mult unghiul incident, acolo vom vedea o apariție bruscă a unei raze reflectate în mediul mai dens, făcând același unghi conform legilor reflexiei. Unghiul incident în acest punct se numește unghi critic și nu va mai exista refracție.
Ca rezumat, s-ar putea vedea, deși clasificate diferit, ambele fenomene sunt doar rezultatul reversibilității luminii.
Diferența cheie
Diferența cheie dintre unghiul de incidență și unghiul de refracție este ordinea secvențială a celor două unghiuri, realizată la o interfață media de o undă.
Imagine: „Snells law2” de Oleg Alexandrov – Tocmai am modificat originalul – Versiunea rotită și ajustată a en:Image:Snells law.svg, aceeași licență. (Domeniu public) prin Commons „RefractionReflextion” de Josell7 – Operă proprie. (CC BY-SA 3.0) prin Commons
