Разлика между ъгъл на падане и ъгъл на пречупване

Ключова разлика - ъгъл на падане спрямо ъгъл на пречупване
 

Най- ключова разлика между ъгъла на падане и ъгъл на пречупване е последователният ред на двата ъгъла, направени на медиен интерфейс от вълна.

Пречупването е свойство на вълните. Една вълна може да има различни скорости за различни среди. Промяната на скоростта на границата на среда причинява пречупване на вълната. Тази статия е особено фокусирана в светлинните лъчи, в името на простотата.

Определение на ъгъл на падане и ъгъл на пречупване

Ъгъл на падане е ъгълът между нормалното в интерфейса и падащия лъч.

Ъгъл на пречупване се дефинира като ъгъл между нормалния в интерфейса и пречупения лъч. Ъглите могат да бъдат измерени от всяка единица, но тук се използват градуси. Нека първо да разгледаме закони на пречупване.

1. Инцидентният лъч, пречупеният лъч и нормалното на интерфейса лежат в една и съща равнина.
2. Синусът на ъгъла на падене (i) спрямо този на ъгъла на пречупване (r) на интерфейса остава в постоянна връзка. Тази константа се нарича индекс на пречупване на втората среда спрямо първата среда.

Имайте предвид свойството на обратимостта на светлината. Ако просто обърнем посоката на светлинния лъч, като разглеждаме настоящия край като начало, а настоящият старт като край, светлинният лъч ще проследи същия път.

Образуване на ъгъл на падане и ъгъл на пречупване

Разликата между падащ и пречупен лъч зависи от факта дали светлинният лъч попада към интерфейса или напуска интерфейса. Представете светлинен лъч като поток фотони. Потокът от частици удря интерфейса, като прави определен ъгъл с нормалния, след което потъва в другата среда, като същевременно прави различен ъгъл с нормалния.

Най- ъгъл на падане може да се променя ръчно, тъй като е независим от носителя. Но на ъгъл на пречупване се определя от показателите на пречупване на носителя. Повече разлика между показателите на пречупване, повече разлика между ъглите.

Местоположение на ъгъл на падане и ъгъл на пречупване спрямо интерфейса

Ако един светлинен лъч преминава от средата1 до средата2, ъгълът на падението лежи в средата1, а ъгълът на пречупване лежи в средата2 и обратно за смяна на медиумите.

И двата ъгъла са направени с нормалните в интерфейса на медиуми. В зависимост от относителния показател на пречупване, пречупеният светлинен лъч може да направи ъгъл, по-голям или по-малък от този на падащ светлинен лъч.

Стойности на ъгъла на падане и ъгъл на пречупване

Пречупване от по-рядка към по-плътна среда

Всяка стойност между 0 до 90 градуса може да бъде зададена като ъгъл на падане, но пречупеният лъч не може да приеме никаква стойност, ако светлинният лъч идва от по-рядката среда. За целия диапазон на падащия ъгъл ъгълът на пречупване достига максимална стойност, която е абсолютно същата като описания по-долу критичен ъгъл.

Пречупване от по-гъста към по-рядка среда

Горното не важи за ситуация, при която светлинният лъч идва от по-плътна среда. Когато увеличаваме ъгъла на падане постепенно, ще видим, че ъгълът на пречупване също нараства бързо, докато не се достигне определена стойност на падащия ъгъл. При този критичен ъгъл (с) на падащия лъч, пречупеният светлинен лъч постига своята максимална стойност, 90 градуса (пречупеният лъч върви по интерфейса) и за момент изчезва. Ако се опитаме да увеличим още повече ъгъла на падане, там ще видим внезапна поява на отразен лъч в по-плътната среда, правейки същия ъгъл според законите на отражение. Ъгълът на падане в този момент се нарича критичен ъгъл и няма да има повече пречупване.

Като обобщение може да се види, макар и категоризирани по различен начин, и двете тези явления са само резултат от обратимостта на светлината.

Ключова разлика

Ключовата разлика между ъгъла на падене и ъгъл на пречупване е последователният ред на двата ъгъла, направени на медиен интерфейс от вълна.

С любезност на изображенията: „Закон за Snells2“ от Олег Александров - Току-що оправих оригинала - Завъртена и ощипана версия на en: Image: Snells law.svg, същият лиценз. (Public Domain) чрез Commons „RefractionReflextion“ от Josell7 - Собствена работа. (CC BY-SA 3.0) чрез Commons