Који је индекс рефракције стакла? А када је потребно знати?

Када се решавају проблеми у оптици, често се захтева познавање индекса преламања стакла, воде или неке друге супстанце. У различитим ситуацијама могу се укључити и апсолутне и релативне вриједности ове вриједности.

Две врсте индекса преламања

Прво, чињеница да овај број показује: како овај или онај транспарентни медијум мења правац ширења светлости. Анд електромагнетни талас може доћи из вакуума, а онда ће се индекс рефракције стакла или друге супстанце назвати апсолутним. У већини случајева његова вредност лежи у опсегу од 1 до 2. Само у веома ретким случајевима индекс рефракције је већи од два.

Ако је прије субјекта присутна гушћа околина од вакуума, онда они већ говоре о релативној вриједности. И израчунава се као однос двије апсолутне вриједности. На пример, рођак индекс рефракције стакло ће бити једнако апсолутним апсолутним вредностима за стакло и воду.

У сваком случају, означена је латиничним словом "ен" - н. Ова вредност се добија дељењем једних и других са истом вредношћу, дакле, то је једноставно коефицијент који нема име.

Која се формула може користити за израчунавање индекса лома?

Ако узмемо угао упада као „алфа“, а угао преламања означимо „бета“, онда формула за апсолутну вредност индекса преламања изгледа овако: н = син α / син β. У литератури на енглеском језику често можете наћи другу ознаку. Када је угао упада и, а рефракција р.

Постоји још једна формула за израчунавање индекса преламања светлости у стаклу и другим транспарентним медијима. Повезан је са брзином светлости у вакууму и тиме, али већ у супстанци која се разматра.

Онда изгледа овако: н = ц / νλ. Овде је ц брзина светлости у вакууму, ν њена брзина у прозирном медију, а λ таласна дужина.

Шта одређује индекс рефракције?

Она се одређује брзином којом светлост путује у медијуму који се разматра. Ваздух у том погледу је веома близу вакууму, тако да се светлосни таласи у њему размножавају практично не одступају од свог првобитног правца. Према томе, ако се одреди индекс преламања стакленог ваздуха или било које друге супстанце која граничи са ваздухом, онда се она конвенционално узима као вакуум.

Сваки други медиј има своје карактеристике. Они имају различите густине, имају своју температуру, као и еластична напрезања. Све ово утиче на резултат преламања светлости материјом.

Не последњу улогу у промени правца ширења таласа играју карактеристике светлости. Бела светлост се састоји од различитих боја, од црвене до љубичасте. Сваки део спектра се ломи на свој начин. Штавише, вредност индекса за талас црвеног дела спектра ће увек бити мања од остатка. На пример, индекс рефракције ТФ-1 стакла варира од 1.6421 до 1.67298, редом, од црвеног до љубичастог дела спектра.

Примери вредности за различите супстанце

Овде су вредности апсолутних вредности, тј. Индекс преламања када сноп пролази из вакуума (који је једнак ваздуху) кроз другу супстанцу.

Ове бројке ће бити потребне ако је потребно одредити индекс рефракције стакла у односу на друге медије.

Које се друге вриједности користе при рјешавању проблема?

Фулл рефлецтион. Уочава се када светлост прође од гушће средине до мање густе. Овде, под одређеним углом упадања, рефракција се дешава под правим углом. То јест, греда клизи дуж границе два медија.

Максимални угао укупног одраза је његова минимална вредност на којој светлост не улази у мање густу средину. Мање од тога - долази до преламања, и још више - одраз у истом окружењу из којег се светлост померала.

Проблем број 1

Цондитион Индекс преламања стакла је 1,52. Неопходно је одредити гранични кут под којим се рефлектује светлост са површинске секције: стакло са ваздухом, вода са ваздухом, стакло са водом.

Одлука.

Потребно је да користите овај индекс преламања за воду наведену у табели. То је за ваздух који је једнак једном.

Рјешење у сва три случаја своди се на израчуне по формули:

син α ₀ / син β = н ₁ / н ₂ , где се н ₂ односи на медијум из кога се шири светлост, и н ₁ где продире.

Слово α ₀ означава гранични кут. Вредност угла β је 90 степени. То јест, његов синус ће бити један.

За први случај: син α ₀ = 1 / н _стакла , тада је гранични кут једнак арцсине од 1 / н _стакла . 1 / 1.52 = 0.6579. Угао је 41.14º.

У другом случају, при одређивању арцсине, потребно је заменити вредност индекса рефракције воде. Фракција 1 / н _воде ће узети вредност 1 / 1.33 = 0, 7519. То је угао арцсине од 48.75º.

Трећи случај је описан односом _воде и н _стакла . Арцсине ће морати да израчуна за фракцију: 1.33 / 1.52, односно број 0.875. Нађите вредност граничног угла по његовој линији: 61.05º.

Одговор: 41.14 º, 48.75 º, 61.05 º.

Проблем број 2

Цондитион Стаклена призма је уроњена у посуду са водом. Индекс рефракције је 1.5. Призма је заснована на правоугаони троугао. Већа нога је окомита на дно, а друга је паралелна. Сноп светлости нормално пада на горњу страну призме. Који би требао бити најмањи угао између хоризонталне ноге и хипотенузе да би свјетлост стигла до ноге која је окомита на дно посуде и изашла из призме?

Одлука.

Да би сноп излазио из призме на описани начин, треба да падне под екстремни угао на унутрашњој ивици (онај који је хипотенуза троугла у делу призме). Овај гранични угао је једнак жељеном углу правоугаоног троугла. Из закона преламања светлости, испада да синус ограничавајућег угла подељен синусом од 90 степени је једнак односу два индекса преламања: вода према стаклу.

Прорачуни доводе до ове вриједности за гранични кут: 62º30´.

Одговор: 62º30´.