Elke skoolkind weet dat lig in 'n homogene deursigtige medium langs 'n reguit pad beweeg. Hierdie feit stel ons in staat om baie optiese verskynsels te oorweeg binne die raamwerk van die konsep van 'n ligstraal. Hierdie artikel praat oor die invalshoek van die balk, en hoekom dit belangrik is om hierdie hoek te ken.
'n Ligstraal is 'n mikrometer elektromagnetiese golf
In fisika is daar golwe van verskillende aard: klank, see, elektromagneties en ander. Die term "straal" is egter net van toepassing op elektromagnetiese golwe, waarvan die sigbare spektrum deel is. Die woord "straal" self kan voorgestel word as 'n reguit lyn wat twee punte in die ruimte verbind.
Lig (as 'n golf) kan as 'n reguit lyn gesien word, want elke golf impliseer die teenwoordigheid van vibrasies. Die antwoord op hierdie vraag lê in die waarde van die golflengte. Dus, vir mariene en klank, wissel die lengte van 'n paar sentimeter tot tientalle meter. Natuurlik kan sulke ossillasies kwalik 'n balk genoem word. Die golflengte van lig is minder as een mikrometer. Die menslike oog is nie in staat om sulke vibrasies te onderskei nie, daarom lyk dit vir ons sodat ons 'n direkte straal sien.
Volledigheidshalwe moet daarop gelet word dat die ligstraal slegs sigbaar is wanneer dit op klein deeltjies begin strooi, soos in 'n stowwerige kamer of misdruppels.
Waar is dit belangrik om die hoek te weet waarteen die balk die hindernis tref?
Die verskynsels van refleksie en breking is die bekendste optiese effekte wat 'n persoon letterlik elke dag teëkom wanneer hy na homself in die spieël kyk of 'n glas tee drink nadat hy na die lepel daarin gekyk het.
Die wiskundige beskrywing van breking en refleksie vereis kennis van die invalshoek van die bundel. Byvoorbeeld, die verskynsel van refleksie word gekenmerk deur die gelykheid van die hoek van refleksie en inval. As dit vanaf die kant van die brekingsproses beskryf word, hou die invalshoek en die brekingshoek verband met mekaar deur die funksies van sinus en die brekingsindekse van die media (Snell se wet).
Die hoek waarteen 'n ligstraal op die koppelvlak tussen twee deursigtige media val, speel 'n belangrike rol wanneer die effek van interne totale refleksie in 'n opties digter materiaal oorweeg word. Hierdie effek word slegs waargeneem in die geval van invalshoeke wat groter is as een of ander kritieke waarde.
Meetkundige definisie van die beskoude hoek
Daar kan aanvaar word dat daar een of ander oppervlak is wat die twee omgewings skei. Hierdie oppervlak kan plat wees, soos in die geval van 'n spieël, of dit kan meer kompleks wees, soos die geriffelde oppervlak van die see. Stel jou voor dat op hierdie oppervlak valligstraal. Hoe om die invalshoek van lig te bepaal? Om dit te doen is redelik eenvoudig. Die volgende is 'n reeks aksies wat gedoen moet word om die verlangde hoek te vind.
- Eers moet jy die snypunt van die straal met die oppervlak bepaal.
- Deur O moet 'n mens 'n loodlyn op die beskoude oppervlak teken. Dit word dikwels normaal genoem.
- Die invalshoek van die bundel is gelyk aan die hoek tussen dit en die normaal. Dit kan met 'n eenvoudige gradeboog gemeet word.
Soos jy kan sien, is dit nie moeilik om die oorweegde hoek te vind nie. Studente maak egter dikwels die fout om dit tussen die vliegtuig en die balk te meet. Daar moet onthou word dat die invalshoek altyd vanaf die normaal gemeet word, ongeag die vorm van die oppervlak en die medium waarin dit voortplant.
Sferiese spieëls, lense en strale wat daarop val
Kennis van die eienskappe van die invalshoeke van sekere strale word gebruik in die konstruksie van beelde in sferiese spieëls en dun lense. Om sulke beelde te bou, is dit genoeg om te weet hoe twee verskillende strale optree wanneer hulle met die genoemde optiese toestelle interaksie het. Die snypunt van hierdie strale bepaal die posisie van die beeldpunt. In die algemene geval kan 'n mens altyd drie verskillende balke vind waarvan die verloop presies bekend is (die derde straal kan gebruik word om die korrektheid van die gekonstrueerde beeld na te gaan). Hierdie strale word hieronder genoem.
- Loop parallel met die hoof optiese as van die toestel. Dit gaan deur die fokus na refleksie of breking.
- 'n Straal wat deur die fokus van die toestel gaan. Dit weerspieël altydparallel met die hoofas gebreek.
- Om deur die optiese sentrum te gaan (vir 'n sferiese spieël val dit saam met die middel van die sfeer, vir 'n lens is dit binne-in). So 'n balk verander nie sy baan nie.
Die figuur hierbo toon die skemas vir die bou van beelde vir verskillende opsies vir die ligging van die voorwerp relatief tot dun lense.
