Articles

Hvad er årsagerne til brydning?


Bedste svar

Forklaring til lærebogen er, at lysstråler “bøjes”, når de kommer ind i gennemsigtige medier med større optisk tæthed, hvilket inducerer brydning (undtagen stråler) der hælder 90 grader på ind- og udgangsfladerne). Problemet med dette sprog er, at lysstråler er sammensat af fotoner, og fotoner ikke er genstande, de er kvanta af EM og opfører sig som bølger, når de interagerer med felter som molekylerne, der sammensætter det transparente materiale med større optisk tæthed. Du kan ikke “bøje” fotoner, men du kan dirigere dem igen.

Hvad lærebøgerne ikke nævner, er hvorfor de omdirigeres. Nogle lærebøger nævner, at fotonerne ser ud til at bremse, når de passerer gennem gennemsigtige materialer med større optisk tæthed. Fotoner rejser ved C, og det ændrer sig ikke. Så hvad sker der, der får det til at se ud som om de bremser? Fotonerne er kommet ind i et dybere buet rum, der forlænger deres bane. Rummet er buet, selv i korte afstande og små rum. Masse (molekyler) er endnu mere dybt buet rum. Det er hvad de er. Fotoner selv er sammensat af totalt buet rum, det er derfor, de kan ligne en bølge og en “partikel”. Hvis du vil se en illustration af et totalt buet rum i bevægelse (intern arkitektur for fotoner), se denne korte videoanimation, der viser kinetisk Riemannisk geomentri:

Svar

På hvilken måde deler vand lys? Hvordan påvirker brydningen hver enkelt farve?

Vand er et dispersivt medium til lys. Hvad det betyder er, at lys med forskellige farver bevæger sig med forskellige hastigheder i vand. Hvis du sendte en puls af hvidt lys i vand, spredte de forskellige farver sig (eller spredte sig), når de bevæger sig gennem vandet.

Her er et billede af krusninger på en dam, bare for at illustrere ideen om, at bølger med forskellig udbredelse ved forskellige hastigheder. Du kan se, at ude ved kanterne er bølgelængden længere, hvilket indikerer, at længere bølgelængder bevæger sig hurtigere end kortere bølgelængder.

Kopieret fra: Boomerang .

For lys, der bevæger sig gennem vand, er fysikken helt anderledes. Denne gang, men det samme er sandt, at de længere bølgelængder rejser hurtigere end kortere bølgelængder. Der er en tabel med vandets optiske egenskaber ved dette link Optiske egenskaber for vand og is – Wikipedia . Her er en skærmoptagelse af den første del af tabellen. Vær opmærksom på de to kolonner, jeg har angivet med de røde felter. Den første søjle i lysets bølgelængde. Den fjerde kolonne giver brydningsindekset, n. Som du sikkert ved, er brydningsindekset lig med lysets hastighed i et vakuum divideret med lysets hastighed stoffet. Da dette antal bliver mindre og tættere på 1, kører lyset hurtigere. Du kan se, at når du bevæger dig ned ad bordet (bølgelængden bliver længere), bevæger bølgerne sig hurtigere (brydningsindekset bliver mindre)

Denne første del af tabellen er den ultraviolette ende. Her er lidt længere nede på tabellen:

Dette kommer mod den røde ende af spektret. Du kan se, at n fortsætter med at blive mindre, når bølgelængden øges.

Når en lysstråle rammer en glat overflade af vand i en vinkel, bøjes lysstrålerne som en konsekvens af dette brydningsindeks. Det kaldes brydningsindeks, fordi det er et mål for (et indeks på) hvor meget lyset brydes (bøjes). Jo større brydningsindeks, jo mere er lyset bøjet. Så de længere bølgelængder bøjes mere end de kortere bølgelængder. Du kunne næsten tænke på det som de længere, der stubber tæerne, når de kommer ind i vandet, fordi det bremser dem så meget ned, så de falder mere ned på deres ansigter og går ned i en stejlere vinkel på overfladen.

Når du bevæger dig dybere ned i vandet, fortsætter de forskellige bølgelængder med at blæse ud ad deres adskilte stier. Hvis du lader lyset skinne på noget hvidt, vil du se det typiske spektrum med det røde lys i den ene ende og det blå lys i den anden ende. OK, violet. Det er sjovt, hvordan vi normalt henviser til dem som den røde ende og den blå ende af spektret, selvom den korteste synlige bølgelængde er forbi blå til violet.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *