Absoluuttinen taitekerroin vedessä. Taitekerroin

8. luokan fysiikan kurssilla opit valon taittumisen ilmiöstä. Nyt tiedät, että valo on tietyn taajuusalueen sähkömagneettisia aaltoja. Valon luonteesta saatujen tietojen perusteella voit ymmärtää taittumisen fyysisen syyn ja selittää monia muita siihen liittyviä valoilmiöitä.

Riisi. 141. Väliaineesta toiseen siirtyessään säde taittuu, eli muuttaa etenemissuuntaa

Valon taittumislain mukaan (kuva 141):

  • tulevat, taittuneet ja kohtisuorat säteet, jotka on vedetty kahden väliaineen väliseen rajapintaan säteen tulopisteessä, ovat samassa tasossa; tulokulman sinin suhde taitekulman siniin on vakioarvo näille kahdelle väliaineelle

missä n21 on toisen väliaineen suhteellinen taitekerroin suhteessa ensimmäiseen.

Jos säde siirtyy tyhjiöstä mihin tahansa väliaineeseen, niin

missä n on toisen väliaineen absoluuttinen taitekerroin (tai yksinkertaisesti taitekerroin). Tässä tapauksessa ensimmäinen "väliaine" on tyhjiö, jonka itseisarvo otetaan yksikkönä.

Hollantilainen tiedemies Willebord Snellius löysi kokeellisesti valon taittumisen lain vuonna 1621. Laki muotoiltiin optiikkaa käsittelevässä tutkielmassa, joka löydettiin tiedemiehen kirjoista hänen kuolemansa jälkeen.

Snellin löydön jälkeen useat tutkijat olettivat, että valon taittuminen johtuu sen nopeuden muutoksesta, kun se kulkee kahden väliaineen rajan läpi. Tämän hypoteesin pätevyyden vahvistivat teoreettiset todistukset, jotka ranskalainen matemaatikko Pierre Fermat (vuonna 1662) ja hollantilainen fyysikko Christiaan Huygens (1690) suorittivat itsenäisesti. He päätyivät samaan tulokseen eri tavoilla, mikä todistaa sen

  • tulokulman sinin suhde taitekulman siniin on vakioarvo näille kahdelle väliaineelle, joka on yhtä suuri kuin valonopeuksien suhde näissä väliaineissa:

(3)

Yhtälöstä (3) seuraa, että jos taitekulma β on pienempi kuin tulokulma a, niin tietyn taajuuden omaava valo toisessa väliaineessa etenee hitaammin kuin ensimmäisessä, eli V 2

Yhtälöön (3) sisältyvien suureiden välinen suhde toimi pakottavana syynä toisen formulaation syntymiselle suhteellisen taitekertoimen määrittelyssä:

  • toisen väliaineen suhteellinen taitekerroin suhteessa ensimmäiseen on fysikaalinen määrä, joka on yhtä suuri kuin valonnopeuksien suhde näissä väliaineissa:

n 21 = v 1 / v 2 (4)

Anna valonsäteen siirtyä tyhjiöstä johonkin väliaineeseen. Korvaamalla v1 yhtälössä (4) valon nopeudella tyhjiössä c ja v 2 valon nopeudella väliaineessa v, saadaan yhtälö (5), joka on absoluuttisen taitekertoimen määritelmä:

  • Väliaineen absoluuttinen taitekerroin on fysikaalinen suure, joka on yhtä suuri kuin tyhjiössä olevan valon nopeuden suhde valon nopeuteen tietyssä väliaineessa:

Yhtälöiden (4) ja (5) mukaan n 21 osoittaa kuinka monta kertaa valon nopeus muuttuu sen siirtyessään väliaineesta toiseen ja n - siirtyessään tyhjiöstä väliaineeseen. Tämä on taitekertoimien fyysinen merkitys.

Minkä tahansa aineen absoluuttisen taitekertoimen n arvo on suurempi kuin yksi (tämän vahvistavat fysikaalisten hakukirjojen taulukoissa olevat tiedot). Tällöin yhtälön (5) mukaan c/v > 1 ja c > v, eli valon nopeus missä tahansa aineessa on pienempi kuin valon nopeus tyhjiössä.

Antamatta tiukkoja perusteluja (ne ovat monimutkaisia ​​ja hankalia), huomaamme, että syy valon nopeuden laskuun sen siirtyessä tyhjiöstä aineeseen on valoaallon vuorovaikutus atomien ja ainemolekyylien kanssa. Mitä suurempi aineen optinen tiheys on, sitä vahvempi tämä vuorovaikutus, sitä pienempi valon nopeus ja korkeampi taitekerroin. Siten valon nopeus väliaineessa ja absoluuttinen taitekerroin määräytyvät tämän väliaineen ominaisuuksien mukaan.

Aineiden taitekertoimien numeeristen arvojen perusteella voidaan verrata niiden optisia tiheyksiä. Esimerkiksi erityyppisten lasien taitekerroin vaihtelee välillä 1,470-2,040 ja veden taitekerroin on 1,333. Tämä tarkoittaa, että lasi on optisesti tiheämpää kuin vesi.

Siirrytään kuvaan 142, jonka avulla voimme selittää, miksi kahden väliaineen rajalla nopeuden muutoksella myös valoaallon etenemissuunta muuttuu.

Riisi. 142. Kun valoaallot siirtyvät ilmasta veteen, valon nopeus pienenee, aallon etuosa ja sen mukana sen nopeus muuttaa suuntaa

Kuvassa on valoaalto, joka kulkee ilmasta veteen ja osuu näiden välineiden väliseen rajapintaan kulmassa a. Ilmassa valo kulkee nopeudella v 1 ja vedessä pienemmällä nopeudella v 2.

Aallon piste A saavuttaa rajan ensimmäisenä. Ajan Δt aikana piste B, joka liikkuu ilmassa samalla nopeudella v 1, saavuttaa pisteen B." Samaan aikaan piste A, joka liikkuu vedessä pienemmällä nopeudella v 2, kulkee lyhyemmän matkan , saavuttaen vain pisteen A." Tässä tapauksessa vedessä olevan ns. AB-aallon etuosa kiertyy tietyssä kulmassa ilmassa olevan AB-aallon etuosaan nähden. Ja nopeusvektori (joka on aina kohtisuorassa aallon etuosaan ja osuu yhteen sen etenemissuunnan kanssa) pyörii lähestyen suoraa OO", kohtisuorassa väliaineen rajapintaan nähden. Tässä tapauksessa taitekulma β osoittautuu pienemmäksi kuin tulokulma α. Näin tapahtuu valon taittuminen.

Kuvasta käy myös selväksi, että siirryttäessä toiseen väliaineeseen ja pyörittäessä aaltorintamaa, myös aallonpituus muuttuu: siirryttäessä optisesti tiheämpään väliaineeseen nopeus pienenee, aallonpituus myös pienenee (λ 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

Kysymyksiä

  1. Kumpi kahdesta aineesta on optisesti tiheämpi?
  2. Miten taitekertoimet määritetään valonnopeuden perusteella?
  3. Missä valo kulkee nopeimmalla nopeudella?
  4. Mikä on fyysinen syy valon nopeuden alenemiseen, kun se siirtyy tyhjiöstä väliaineeseen tai väliaineesta, jonka optinen tiheys on pienempi, väliaineeseen, jossa on suurempi?
  5. Mikä määrittää (eli mistä se riippuu) väliaineen absoluuttisen taitekertoimen ja valon nopeuden siinä?
  6. Kerro meille, mitä kuva 142 esittää.

Harjoittele

Refraktometrian käyttöalueet.

IRF-22 refraktometrin rakenne ja toimintaperiaate.

Taitekertoimen käsite.

Suunnitelma

Refraktometria. Menetelmän ominaisuudet ja ydin.

He käyttävät aineiden tunnistamiseen ja puhtauden tarkistamiseen

taittotekijä.

Aineen taitekerroin- arvo, joka on yhtä suuri kuin valon vaihenopeuksien suhde (sähkömagneettiset aallot) tyhjiössä ja näkyvässä väliaineessa.

Taitekerroin riippuu aineen ominaisuuksista ja aallonpituudesta

elektromagneettinen säteily. Tulokulman sinin suhde suhteessa

normaali piirretty säteen taittotasoon (α) taitekulman siniin

taitekerrointa (β), kun säde siirtyy väliaineesta A väliaineeseen B, kutsutaan tämän väliaineparin suhteelliseksi taitekertoimeksi.

Arvo n on väliaineen B suhteellinen taitekerroin

suhteessa ympäristöön A ja

Väliaineen A suhteellinen taitekerroin suhteessa

Ilmattomasta väliaineesta tulevan säteen taitekerroin

avaruutta kutsutaan sen absoluuttiseksi taitekertoimeksi tai

yksinkertaisesti tietyn väliaineen taitekerroin (taulukko 1).

Taulukko 1 - Eri väliaineiden taitekertoimet

Nesteiden taitekerroin on 1,2-1,9. Kiinteä

aineet 1,3-4,0. Joillakin mineraaleilla ei ole tarkkaa arvoa

taittumista varten. Sen arvo on jossain "haarukassa" ja määrää

kiderakenteessa olevien epäpuhtauksien vuoksi, mikä määrää värin

kristalli.

Mineraalin tunnistaminen "värin" perusteella on vaikeaa. Siten mineraalikorundi esiintyy rubiinin, safiirin, leukosafiirin muodossa, jotka eroavat toisistaan

taitekerroin ja väri. Punaisia ​​korundeja kutsutaan rubiineiksi

(kromiepäpuhtaus), väritön sininen, vaaleansininen, vaaleanpunainen, keltainen, vihreä,

violetti - safiirit (koboltin, titaanin jne. seokset). Vaalean värinen

valkoisia safiireja tai väritöntä korundia kutsutaan leukosafiiriksi (yleensä

käytetään optiikassa suodattimena). Näiden kiteiden taitekerroin

Teräkset ovat välillä 1,757-1,778 ja ovat tunnistamisen perusta

Kuva 3.1 – Rubiini Kuva 3.2 – Sininen safiiri

Orgaanisilla ja epäorgaanisilla nesteillä on myös tunnusomaiset taitekerroinarvot, jotka luonnehtivat niitä kemiallisiksi

Venäläiset yhdisteet ja niiden synteesin laatu (taulukko 2):

Taulukko 2 - Joidenkin nesteiden taitekertoimet 20 °C:ssa

4.2. Refraktometria: käsite, periaate.

Indikaattorin määrittämiseen perustuva menetelmä aineiden tutkimiseksi



(taittumisindeksiä) kutsutaan refraktometriaksi (alkaen

lat. refractus - taitettu ja kreikkalainen. metreo - mittaan). Refraktometria

(refraktometrinen menetelmä) käytetään kemikaalien tunnistamiseen

yhdisteet, kvantitatiivinen ja rakenneanalyysi, fysikaalisten aineiden määritys

aineiden kemialliset parametrit. Refraktometrian periaate toteutettu

Abben refraktometreissä, on esitetty kuvassa 1.

Kuva 1 - Refraktometrian periaate

Abbe-prismalohko koostuu kahdesta suorakaiteen muotoisesta prismasta: valaistuksesta

teliaalinen ja mittaus, hypotenuusan kasvojen taittama. Valaisin-

Tässä prismassa on karkea (matta) hypotenuusa pinta ja se on tarkoitettu

chen prismojen väliin asetetun nestenäytteen valaisemiseen.

Sironnut valo kulkee tutkittavan nesteen tasosuuntaisen kerroksen läpi ja taittuessaan nesteeseen putoaa mittausprismaan. Mittausprisma on valmistettu optisesti tiheästä lasista (raskas piikivi) ja sen taitekerroin on suurempi kuin 1,7. Tästä syystä Abbe-refraktometri mittaa n arvoa, joka on pienempi kuin 1,7. Taitekertoimen mittausalueen kasvattaminen voidaan saavuttaa vain mittausprisman vaihdolla.

Testinäyte kaadetaan mittausprisman hypotenuusan pinnalle ja puristetaan valaisevalla prismalla. Tässä tapauksessa 0,1-0,2 mm:n rako jää niiden prismien väliin, joissa näyte sijaitsee, ja sen läpi.

joka kulkee taittuneen valon läpi. Taitekertoimen mittaamiseen

käyttää kokonaisvaltaisen sisäisen heijastuksen ilmiötä. Se sijaitsee

Seuraava.

Jos säteet 1, 2, 3 putoavat kahden median väliselle rajapinnalle, niin riippuen

riippuen tulokulmasta, kun niitä tarkkaillaan taiteväliaineessa

Eri valaistusalueiden välillä on siirtymä. Se on yhdistetty

jossa osa valosta putoaa taitekertoimelle kulmassa, joka on lähellä

kim 90°:een verrattuna normaaliin (palkki 3). (Kuva 2).

Kuva 2 – Kuva taittuneista säteistä

Tämä osa säteistä ei heijastu ja muodostaa siksi kevyemmän ympäristön.

teho taittumisen aikana. Myös pienemmillä kulmilla olevat säteet kokevat heijastuksen

ja taittuminen. Siksi muodostuu vähemmän valaistu alue. Määrässä

Sisäisen kokonaisheijastuksen rajaviiva näkyy linssissä, asento

joka riippuu näytteen taiteominaisuuksista.

Dispersioilmiön eliminointi (kahden valaistusalueen rajapinnan värjääminen sateenkaaren väreillä monimutkaisen valkoisen valon käytön vuoksi Abbe-refraktometreissä) saadaan aikaan käyttämällä kompensaattorissa kahta Amici-prismaa, jotka on asennettu kaukoputkeen. . Samanaikaisesti linssiin projisoidaan asteikko (kuva 3). Analyysiin riittää 0,05 ml nestettä.

Kuva 3 - Näkymä refraktometrin okulaarin läpi. (Oikea asteikko heijastaa

mitatun komponentin pitoisuus ppm)

Yksikomponenttisten näytteiden analysoinnin lisäksi

kaksikomponenttiset järjestelmät (vesiliuokset, aineiden liuokset, joissa

tai liuotin). Ihanteellisissa kaksikomponenttisissa järjestelmissä (muovaus

muuttamatta komponenttien äänenvoimakkuutta ja polarisoituvuutta), riippuvuus näkyy

Taittumisen riippuvuus koostumuksesta on lähellä lineaarista, jos koostumus ilmaistaan

tilavuusosuudet (prosenttia)

jossa: n, n1, n2 - seoksen ja komponenttien taitekertoimet,

V1 ja V2 ovat komponenttien tilavuusosia (V1 + V2 = 1).

Lämpötilan vaikutus taitekertoimeen määräytyy kahdella

tekijät: nestehiukkasten määrän muutos tilavuusyksikköä kohti ja

molekyylien polarisoituvuuden riippuvuus lämpötilasta. Toinen tekijä tuli

tulee merkittäväksi vain erittäin suurilla lämpötilan muutoksilla.

Taitekertoimen lämpötilakerroin on verrannollinen tiheyden lämpötilakertoimeen. Koska kaikki nesteet laajenevat kuumennettaessa, niiden taitekertoimet pienenevät lämpötilan noustessa. Lämpötilakerroin riippuu nesteen lämpötilasta, mutta pienillä lämpötilaväleillä sitä voidaan pitää vakiona. Tästä syystä useimmissa refraktometreissä ei ole lämpötilan säätöä, mutta joissakin malleissa on

veden termostaatti.

Taitekertoimen lineaarinen ekstrapolointi lämpötilan muutoksilla on hyväksyttävää pienille lämpötilaeroille (10 – 20°C).

Taitekertoimen tarkka määritys laajoilla lämpötila-alueilla suoritetaan käyttämällä empiirisiä kaavoja, joiden muoto on:

nt=n0+at+bt2+…

Liuosten refraktometriaan laajoilla pitoisuusalueilla

käytä taulukoita tai empiirisiä kaavoja. Näyttöriippuvuus -

joidenkin aineiden vesiliuosten taitekerroin pitoisuudesta riippuen

on lähellä lineaarista ja mahdollistaa näiden aineiden pitoisuuksien määrittämisen

vettä laajalla pitoisuusalueella (kuva 4) käyttämällä taittumista

tometrit.

Kuva 4 - Joidenkin vesiliuosten taitekerroin

Yleensä n nestemäistä ja kiinteää kappaletta määritetään refraktometreillä tarkasti

0,0001 asti. Yleisimmät ovat Abbe-refraktometrit (kuva 5), ​​joissa on prismalohkoja ja dispersiokompensaattoreita, joiden avulla nD voidaan määrittää "valkoisessa" valossa asteikolla tai digitaalisella indikaattorilla.

Kuva 5 - Abbe-refraktometri (IRF-454; IRF-22)

Valoon liittyvät prosessit ovat tärkeä osa fysiikkaa ja ympäröivät meitä kaikkialla jokapäiväisessä elämässämme. Tärkeimmät tässä tilanteessa ovat valon heijastuksen ja taittumisen lait, joihin moderni optiikka perustuu. Valon taittuminen on tärkeä osa nykyaikaista tiedettä.

Vääristymisvaikutus

Tämä artikkeli kertoo sinulle, mikä valon taittumisen ilmiö on, sekä miltä taittumislaki näyttää ja mitä siitä seuraa.

Fysikaalisen ilmiön perusteet

Kun säde putoaa pinnalle, jonka erottaa kaksi läpinäkyvää ainetta, joilla on eri optinen tiheys (esim. eri lasit tai veteen), osa säteistä heijastuu ja osa tunkeutuu toiseen rakenteeseen (esim. ne leviävät vedessä tai lasissa). Siirtyessään väliaineesta toiseen säde muuttaa tyypillisesti suuntaansa. Tämä on valon taittumisen ilmiö.
Valon heijastus ja taittuminen näkyy erityisesti vedessä.

Vääristymisvaikutus vedessä

Vedessä olevia asioita katsottuna ne näyttävät vääristyneiltä. Tämä on erityisen havaittavissa ilman ja veden rajalla. Visuaalisesti vedenalaiset esineet näyttävät olevan hieman taipuneita. Kuvattu fysikaalinen ilmiö on juuri se syy, miksi kaikki esineet näyttävät vääristyneiltä vedessä. Kun säteet osuvat lasiin, tämä vaikutus on vähemmän havaittavissa.
Valon taittuminen on fysikaalinen ilmiö, jolle on ominaista auringonsäteen liikesuunnan muutos sillä hetkellä, kun se siirtyy väliaineesta (rakenteesta) toiseen.
Parantaaksemme ymmärrystämme tästä prosessista, harkitse esimerkkiä säteen osumisesta veteen ilmasta (samalla tavalla kuin lasi). Piirtämällä rajapinnalle kohtisuora viiva, voidaan mitata valonsäteen taittumis- ja paluukulma. Tämä indeksi (taitekulma) muuttuu, kun virtaus tunkeutuu veteen (lasin sisällä).
Huomautus! Tämä parametri ymmärretään kulmaksi, jonka muodostaa kohtisuora, joka on vedetty kahden aineen erottamiseen, kun palkki tunkeutuu ensimmäisestä rakenteesta toiseen.

Säteen kulku

Sama indikaattori on tyypillinen muille ympäristöille. On todettu, että tämä indikaattori riippuu aineen tiheydestä. Jos säde putoaa vähemmän tiheästä tiheämpään rakenteeseen, muodostuva vääristymäkulma on suurempi. Ja jos se on toisinpäin, niin se on vähemmän.
Samanaikaisesti laskun kaltevuuden muutos vaikuttaa myös tähän indikaattoriin. Mutta heidän välinen suhde ei pysy vakiona. Samaan aikaan niiden sinien suhde pysyy vakiona, mikä heijastuu seuraavalla kaavalla: sinα / sinγ = n, jossa:

  • n on vakioarvo, joka on kuvattu kullekin tietylle aineelle (ilma, lasi, vesi jne.). Siksi, mikä tämä arvo on, voidaan määrittää erityisillä taulukoilla;
  • α – tulokulma;
  • γ – taitekulma.

Tämän fyysisen ilmiön määrittämiseksi luotiin taittumislaki.

Fyysinen laki

Valovirtojen taittumislaki antaa meille mahdollisuuden määrittää läpinäkyvien aineiden ominaisuudet. Laki itsessään koostuu kahdesta säännöksestä:

  • Ensimmäinen osa. Säde (insidenssi, modifioitu) ja kohtisuora, joka palautettiin osumapisteeseen esimerkiksi ilman ja veden rajalle (lasi jne.), sijoitetaan samaan tasoon;
  • Toinen osa. Tulokulman sinin suhde rajan ylittäessä muodostuvaan saman kulman siniin on vakioarvo.

Lain kuvaus

Tässä tapauksessa sillä hetkellä, kun säde poistuu toisesta rakenteesta ensimmäiseen (esim. kun valovirta kulkee ilmasta, lasin läpi ja takaisin ilmaan), esiintyy myös vääristymävaikutus.

Tärkeä parametri eri kohteille

Pääindikaattori tässä tilanteessa on tulokulman sinin suhde samanlaiseen parametriin, mutta vääristymälle. Kuten edellä kuvatusta laista seuraa, tämä indikaattori on vakioarvo.
Lisäksi laskukulman arvon muuttuessa sama tilanne on tyypillinen samanlaiselle indikaattorille. Tämä parametri on erittäin tärkeä, koska se on läpinäkyvien aineiden olennainen ominaisuus.

Indikaattorit eri esineille

Tämän parametrin ansiosta voit erottaa melko tehokkaasti lasityypit sekä erilaiset jalokivet. Se on tärkeä myös valonnopeuden määrittämisessä eri ympäristöissä.

Huomautus! Valon suurin nopeus on tyhjiössä.

Kun siirrytään aineesta toiseen, sen nopeus laskee. Esimerkiksi timantissa, jolla on korkein taitekerroin, fotonien etenemisnopeus on 2,42 kertaa suurempi kuin ilman. Vedessä ne leviävät 1,33 kertaa hitaammin. Eri lasityypeille tämä parametri vaihtelee välillä 1,4 - 2,2.

Huomautus! Joidenkin lasien taitekerroin on 2,2, mikä on hyvin lähellä timanttia (2,4). Siksi ei aina ole mahdollista erottaa lasipalaa oikeasta timantista.

Aineiden optinen tiheys

Valo voi tunkeutua erilaisten aineiden läpi, joille on ominaista erilaiset optiset tiheydet. Kuten aiemmin sanoimme, tämän lain avulla voit määrittää väliaineen (rakenteen) ominaisuuden. Mitä tiheämpi se on, sitä hitaammin valo etenee sen läpi. Esimerkiksi lasi tai vesi on optisesti tiheämpää kuin ilma.
Sen lisäksi, että tämä parametri on vakioarvo, se heijastaa myös valonnopeuden suhdetta kahdessa aineessa. Fyysinen merkitys voidaan näyttää seuraavalla kaavalla:

Tämä indikaattori kertoo, kuinka fotonien etenemisnopeus muuttuu siirryttäessä aineesta toiseen.

Toinen tärkeä indikaattori

Kun valovirta liikkuu läpinäkyvien esineiden läpi, sen polarisaatio on mahdollista. Se havaitaan dielektrisistä isotrooppisista väliaineista kulkevan valovirran aikana. Polarisaatio tapahtuu, kun fotonit kulkevat lasin läpi.

Polarisaatiovaikutus

Osittainen polarisaatio havaitaan, kun valovirran tulokulma kahden eristeen rajalla poikkeaa nollasta. Polarisaatioaste riippuu siitä, mitkä tulokulmat olivat (Brewsterin laki).

Täysi sisäinen heijastus

Lyhyen retkimme päätteeksi on silti tarpeen tarkastella tällaista vaikutusta täydellisenä sisäisenä heijastuksena.

Täyden näytön ilmiö

Tämän vaikutuksen ilmenemiseksi on tarpeen lisätä valovirran tulokulmaa sen siirtyessä tiheämästä vähemmän tiheämpään väliaineeseen aineiden välisellä rajapinnalla. Tilanteessa, jossa tämä parametri ylittää tietyn raja-arvon, tämän jakson rajalle tulevat fotonit heijastuvat täysin. Itse asiassa tämä on toivomamme ilmiö. Ilman sitä oli mahdotonta valmistaa valokuitua.

Johtopäätös

Valovirran käyttäytymisen käytännön soveltaminen on antanut paljon, luomalla erilaisia ​​teknisiä laitteita elämämme parantamiseksi. Samaan aikaan valo ei ole vielä paljastanut kaikkia mahdollisuuksiaan ihmiskunnalle eikä sen käytännön potentiaalia ole vielä täysin toteutunut.


Kuinka tehdä paperilamppu omin käsin
Kuinka tarkistaa LED-nauhan suorituskyky

Taitekerroin

Taitekerroin aineet - määrä, joka on yhtä suuri kuin valon vaihenopeuksien suhde (sähkömagneettiset aallot) tyhjiössä ja tietyssä väliaineessa. Myös taitekertoimesta puhutaan joskus mille tahansa muulle aallolle, esimerkiksi äänelle, vaikka jälkimmäisen kaltaisissa tapauksissa määritelmää on tietysti jotenkin muutettava.

Taitekerroin riippuu aineen ominaisuuksista ja säteilyn aallonpituudesta, joidenkin aineiden taitekerroin muuttuu varsin voimakkaasti sähkömagneettisten aaltojen taajuuden muuttuessa matalista optisista taajuuksista optisiin ja yli, ja voi myös muuttua vielä voimakkaammin tietyt taajuusasteikon alueet. Oletusarvo viittaa yleensä optiseen alueeseen tai kontekstin määräämään alueeseen.

Linkit

  • RefractiveIndex.INFO taiteindeksitietokanta

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso, mitä "Taitekerroin" on muissa sanakirjoissa:

    Kahden median suhteellinen n21, optisen säteilyn (c valo) etenemisnopeuksien dimensioton suhde ensimmäisessä (c1) ja toisessa (c2) väliaineessa: n21 = c1/c2. Samalla se liittyy. P. p. on g l a p a d e n i j:n ja y g l:n sinien suhde ... ... Fyysinen tietosanakirja

    Katso Taitekerroin...

    Katso taitekerroin. * * * TAITTEIDEN INDEKSI TAITTEIDEN INDEKSI, katso Taitekerroin (katso TAITTEIDEN INDEKSI) ... tietosanakirja- Taitekerroin, väliainetta kuvaava suure, joka on yhtä suuri kuin tyhjiössä olevan valon nopeuden ja väliaineen valonnopeuden suhde (absoluuttinen taitekerroin). Taitekerroin n riippuu dielektrisyydestä e ja magneettisesta permeabiliteetista m... ... Kuvitettu tietosanakirja

    - (katso TAITTEIDEN INDEKSI). Fyysinen tietosanakirja. M.: Neuvostoliiton tietosanakirja. Päätoimittaja A. M. Prokhorov. 1983... Fyysinen tietosanakirja

    Katso Taitekerroin... Suuri Neuvostoliiton tietosanakirja

    Valon nopeuden suhde tyhjiössä valon nopeuteen väliaineessa (absoluuttinen taitekerroin). Kahden väliaineen suhteellinen taitekerroin on valon nopeuden suhde väliaineessa, josta valo putoaa rajapinnalle valon nopeuteen sekunnissa... ... Suuri Ensyklopedinen sanakirja

Valo kulkee luonteeltaan erilaisten välineiden läpi eri nopeuksilla. Mitä tiheämpi väliaine, sitä pienempi valon etenemisnopeus siinä. Asianmukainen mitta on määritetty, joka liittyy sekä materiaalin tiheyteen että valon etenemisnopeuteen kyseisessä materiaalissa. Tätä mittaa kutsuttiin taitekertoimeksi. Minkä tahansa materiaalin taitekerroin mitataan suhteessa valon nopeuteen tyhjiössä (tyhjiötä kutsutaan usein vapaaksi tilaksi). Seuraava kaava kuvaa tätä suhdetta.

Mitä suurempi taitekerroin materiaalilla on, sitä tiheämpi se on. Kun valonsäde siirtyy materiaalista toiseen (jolla on eri taitekerroin), taitekulma on erilainen kuin tulokulma. Valon säde, joka tunkeutuu väliaineeseen, jolla on pienempi taitekerroin, poistuu kulmassa, joka on suurempi kuin tulokulma. Valon säde, joka tunkeutuu väliaineeseen, jolla on korkea taitekerroin, poistuu kulmassa, joka on pienempi kuin tulokulma. Tämä näkyy kuvassa. 3.5.

Riisi. 3.5.a. Säteen siirtyminen korkeasta N 1 -väliaineesta matalaan N 2 -väliaineeseen

Riisi. 3.5.b. Säde, joka kulkee alhaisesta N1-väliaineesta korkean N2-väliaineeseen

Tässä tapauksessa θ 1 on tulokulma ja θ 2 on taitekulma. Joitakin tyypillisiä taitekertoimia on lueteltu alla.

On mielenkiintoista huomata, että röntgensäteillä lasin taitekerroin on aina pienempi kuin ilman, joten siirtyessään ilmasta lasiin ne poikkeavat kohtisuorasta, eivät kohti kohtisuoraa, kuten valonsäteet.