Articles

Jakie są przyczyny załamania światła?


Najlepsza odpowiedź

Podręcznik wyjaśnia, że ​​promienie świetlne „wyginają się” podczas wchodzenia na przezroczyste media o większej gęstości optycznej, powodując załamanie (z wyjątkiem promieni które padają na powierzchnie wejścia i wyjścia o 90 stopni). Problem z tym językiem polega na tym, że promienie świetlne składają się z fotonów, a fotony nie są obiektami, są kwantami EM i zachowują się jak fale podczas interakcji z polami, takimi jak cząsteczki tworzące przezroczysty materiał o większej gęstości optycznej. Nie można „zginać” fotonów, ale można je przekierować.

W podręcznikach nie ma wzmianki o tym, dlaczego są przekierowywane. Niektóre podręczniki wspominają, że fotony wydają się zwalniać podczas przechodzenia przez przezroczyste materiały o większej gęstości optycznej. Fotony podróżują w C i to się nie zmienia. Więc co się dzieje, co sprawia, że ​​wygląda na to, że zwalniają? Fotony weszły w głębiej zakrzywioną przestrzeń, co wydłuża ich trajektorię. Przestrzeń jest zakrzywiona, nawet na krótkich dystansach i małych przestrzeniach. Masa (cząsteczki) to jeszcze głębiej zakrzywiona przestrzeń. Oto, czym oni są. Same fotony składają się z całkowicie zakrzywionej przestrzeni, dlatego mogą wyglądać jak fala i „cząstka”. Jeśli chcesz zobaczyć ilustrację całkowicie zakrzywionej przestrzeni w ruchu (wewnętrzna architektura fotonów), obejrzyj tę krótką animację wideo przedstawiającą kinetyczną geomentryję riemannowską:

Odpowiedz

W jaki sposób czy woda rozdziela światło? Jak refrakcja wpływa na każdy kolor?

Woda jest ośrodkiem rozpraszającym światło. Oznacza to, że światło o różnych kolorach przemieszcza się z różnymi prędkościami w wodzie. Jeśli wysłałeś impuls białego światła do wody, różne kolory rozprzestrzeniają się (lub rozpraszają), gdy przemieszczają się w wodzie.

Oto zdjęcie zmarszczek na stawie, aby zilustrować ideę, że fale o różnym rozkładzie z różnymi prędkościami. Możesz zobaczyć, że na krawędziach długość fali jest dłuższa, co wskazuje, że dłuższe fale przemieszczają się szybciej niż krótsze.

Skopiowano z: Boomerang .

W przypadku światła podróżującego w wodzie fizyka jest zupełnie inna. Tym razem, ale to samo jest prawdą, że dłuższe fale przemieszczają się szybciej niż krótsze. Pod tym linkiem znajduje się tabela z właściwościami optycznymi wody Właściwości optyczne wody i lodu – Wikipedia . Oto zrzut ekranu pierwszej części tabeli. Zwróć uwagę na dwie kolumny, które zaznaczyłem czerwonymi polami. Pierwsza kolumna pod względem długości fali światła. Czwarta kolumna podaje współczynnik załamania światła, n. Jak zapewne wiesz, współczynnik załamania światła jest równy prędkości światła w próżni podzielonej przez prędkość światła substancji. Ponieważ liczba ta maleje i zbliża się do 1, światło porusza się szybciej. Widać, że w miarę przesuwania się w dół tabeli (dłuższa długość fali) fale przemieszczają się szybciej (indeks załamania zmniejsza się)

Ta pierwsza część tabeli to koniec ultrafioletu. Oto fragment z dalszej części tabeli:

Zbliża się do czerwonego końca spektrum. Widać, że n zmniejsza się wraz ze wzrostem długości fali.

Kiedy wiązka światła uderza pod kątem w gładką powierzchnię wody, promienie światła zginają się w wyniku tego współczynnika załamania. Nazywa się to współczynnikiem załamania światła, ponieważ jest miarą (indeksem) tego, jak bardzo światło zostaje załamane (zgięte). Im większy współczynnik załamania światła, tym bardziej zakrzywione jest światło. Zatem dłuższe fale są bardziej wyginane niż krótsze. Można by niemal pomyśleć o tym jako o tych dłuższych, które uderzają się w palce, gdy wchodzą do wody, ponieważ tak bardzo ich spowalnia, więc przewracają się bardziej na twarz i schodzą pod ostrzejszym kątem do powierzchni. p> W miarę jak wchodzisz głębiej w wodę, różne długości fal będą się rozchodzić wzdłuż swoich oddzielnych ścieżek. Jeśli pozwolisz, aby światło padło na coś białego, zobaczysz typowe widmo z czerwonym światłem na jednym końcu i niebieskim światłem na drugim końcu. OK, fiolet. To zabawne, jak zwykle nazywamy je czerwonym końcem i niebieskim końcem widma, mimo że najkrótsza widzialna długość fali przechodzi od niebieskiego do fioletowego.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *