Almal weet of het ten minste gehoor dat lig die eienskap het om te breek en te reflekteer. Maar net die formules van meetkundige en golfoptika kan verduidelik hoe, of eerder op grond waarvan, dit gebeur. En al hierdie lering is gebaseer op die konsep van "straal", wat drie eeue voor ons era deur Euclides ingestel is. So, wat is 'n balk, wetenskaplik gesproke?
'n Straal is 'n reguit lyn waarlangs liggolwe beweeg. Hoe, hoekom - hierdie vrae word beantwoord deur die formules van geometriese optika, wat deel is van golfoptika. Laasgenoemde, soos mens kan aanneem, behandel strale as golwe.
Formules van geometriese optika
Die wet van reglynige voortplanting: 'n straal in 'n medium van dieselfde tipe is geneig om reglynig voort te plant. Dit wil sê, lig beweeg langs die kortste pad wat tussen twee punte bestaan. Jy kan selfs sê dat die ligstraal probeer om homself tyd te bespaar. Hierdie wet verduidelik die verskynsels van skaduwee en penumbra.
Byvoorbeeld, as die ligbron self klein van grootte is of op so 'n groot afstand geleë is dat ditgroottes kan geïgnoreer word, die ligstraal vorm duidelike skaduwees. Maar as die ligbron groot of baie naby is, dan vorm die ligstraal wasige skaduwees en gedeeltelike skaduwees.
Wet van Onafhanklike Voortplanting
Ligstrale is geneig om onafhanklik van mekaar te versprei. Dit wil sê, hulle sal mekaar op geen manier beïnvloed as hulle mekaar in een of ander homogene medium sny of deur mekaar gaan nie. Dit lyk asof die strale onbewus is van die bestaan van ander strale.
Besinningswet
Kom ons verbeel ons dat 'n persoon 'n laserwyser na 'n spieël wys. Natuurlik sal die straal van die spieël gereflekteer word en in 'n ander medium voortplant. Die hoek tussen die loodreg op die spieël en die eerste straal word die invalshoek genoem, die hoek tussen die loodreg op die spieël en die tweede straal word die weerkaatsingshoek genoem. Hierdie hoeke is gelyk.
Die formules van geometriese optika onthul baie situasies waaraan niemand eers dink nie. Byvoorbeeld, die wet van refleksie verduidelik hoekom ons onsself in 'n "direkte" spieël kan sien presies soos ons is, en hoekom sy geboë oppervlak 'n ander beeld skep.
Formule:
a - invalshoek, b - refleksiehoek.
a=b
Die wet van breking
Die invalstraal, die straal van breking en die loodreg op die spieël is in dieselfde vlak geleë. As die sinus van die invalshoek gedeel word deur die sinus van die brekingshoek, dan word die waarde n verkry, wat konstant is vir beide media.
n wys teen watter hoek die straal van die eerste medium na die tweede oorgaan, en hoe die samestellings van hierdie media korreleer.
Formule:
i - invalshoek. r - brekingshoek. n21 - brekingsindeks.
sin i/sin r=n2/ 1= n21
Wet van omkeerbaarheid van lig
Wat sê die wet van omkeerbaarheid van lig? As die balk langs 'n goed gedefinieerde trajek in een rigting voortplant, sal dit dieselfde roete in die teenoorgestelde rigting herhaal.
Results
Die formules van geometriese optika in 'n ietwat vereenvoudigde vorm verduidelik hoe 'n ligstraal werk. Daar is niks moeilik hierin nie. Ja, die formules en wette van geometriese optika verwaarloos sommige van die eienskappe van die heelal, maar hul belangrikheid vir die wetenskap kan nie onderskat word nie.
