การหักเหหรือการหักเหของแสงเป็นคำที่ใช้กันทั่วไปเพื่ออธิบายปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนทิศทางของแสงเมื่อผ่านส่วนต่อประสานระหว่างตัวกลางโปร่งใสสองตัวที่มีดัชนีการหักเหของแสงต่างกัน จากการขยาย เราพบว่านี่เป็นปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนทิศทางของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หรือคลื่นโดยทั่วไป เมื่อแพร่กระจายในตัวกลางที่ต่างกัน ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้ด้วยการอนุรักษ์พลังงานและการอนุรักษ์โมเมนตัม นอกจากนี้ ปรากฏการณ์การหักเหของแสงยังเกิดขึ้นมากมายในชีวิต การหักเหของแสงถือเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ทางกายภาพที่น่าสนใจที่สุดที่คุณมักจะพบในชีวิตจริง การหักเหของแสงคืออะไร? อะไรเป็นสาเหตุของปรากฏการณ์นี้ การใช้งานจริง และสูตรการหักเหของแสงคืออะไร นี่เป็นคำถามที่หลายคนสงสัยและสนใจอย่างแน่นอน

1. การหักเหของแสงคืออะไร?

เราเข้าใจการหักเหของแสงดังนี้

โดยทั่วไปการหักเหของแสงจะเข้าใจว่าเป็นการโค้งงอของคลื่นเมื่อเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง การหักเหจะแสดงการเปลี่ยนแปลงความเร็ว (ความเร็ว) ของคลื่น การโก่งตัวของแสง (เกิดขึ้นกับเสียง น้ำ และคลื่นอื่นๆ ด้วย) เมื่อเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง

การโค้งงอของคลื่นเมื่อเดินทางจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางช่วยให้เราประดิษฐ์เลนส์ แว่นขยาย ปริซึม แม้แต่ดวงตาของเราก็ยังอยู่ภายใต้ปรากฏการณ์นี้ หากปราศจากการหักเหของแสง เราก็จะไม่สามารถโฟกัสแสงไปที่เรตินาได้

มุมตกกระทบ มุมสะท้อนในปรากฏการณ์หักเหของแสง:

ในการหักเหของแสง มุมตกกระทบคือมุมระหว่างรังสีตกกระทบกับเส้นปกติกับระนาบ มุมตกกระทบแตกต่างจากมุมสะท้อน มุมสะท้อนคือมุมที่เกิดจากรังสีสะท้อนและเส้นตั้งฉากกับระนาบ

การหักเหของแสง:

เมื่อดูปรากฏการณ์การหักเหของแสงจะพบว่ามีสองกรณีที่ปรากฏ หากพิจารณาจากสื่อทั้งสองข้างต้น คือ อากาศและน้ำ รังสีของแสงจะมีจุดเริ่มต้นต่างกัน ด้วยเหตุนี้เราจึงพิจารณาเมื่อรังสีของแสงเดินทางจากอากาศสู่น้ำ และอีกกรณีหนึ่งคือเมื่อแสงเดินทางจากน้ำสู่อากาศ

หากรังสีของแสงเดินทางจากอากาศสู่น้ำ เราจะเห็นปรากฏการณ์ต่อไปนี้ รังสีหักเหจะอยู่ในระนาบที่ตกกระทบ นอกจากนี้ มุมหักเหจะมีขนาดเล็กกว่ามุมตกกระทบ

หากรังสีของแสงเดินทางจากน้ำสู่อากาศ รังสีหักเหจะอยู่ในระนาบตกกระทบ (คล้ายกับกรณีข้างต้น) มุมหักเหจะมีขนาดใหญ่กว่ามุมตกกระทบ (ตรงข้ามกับกรณีข้างต้น)

นิยามการหักเหของแสง:

การหักเหของแสงเรียกอีกอย่างว่าการหักเห เป็นคำที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ทิศทางการเปลี่ยนแสงเมื่อผ่านส่วนต่อประสานระหว่างสื่อทั้งสอง สื่อที่นี่ต้องโปร่งใส และมีดัชนีการหักเหของแสงต่างกัน

เราจะสามารถเข้าใจได้ว่านี่คือปรากฏการณ์ของการเปลี่ยนทิศทางของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า หลายคนจะเรียกคลื่นเหล่านี้โดยทั่วไป ซึ่งแพร่กระจายภายในสื่อที่ไม่เหมือนกันทีเดียว ดังนั้นปรากฏการณ์นี้จึงสามารถอธิบายการอนุรักษ์โมเมนตัมหรือปรากฏการณ์การอนุรักษ์พลังงานได้ ความเร็วเฟสของคลื่นเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของตัวกลาง แต่ต่างจากความเร็วตรงที่ความถี่ไม่เปลี่ยนแปลง สิ่งนี้ได้รับการสังเกตอย่างใกล้ชิดและชัดเจนอย่างยิ่งเมื่อคลื่นเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง เงื่อนไขที่แนบมาคือมุมตกกระทบต้องแตกต่างจากมุม 0 องศา

SEE ALSO  เครื่องกล และ ประสิทธิภาพเครื่องกล | เนื้อหาคำนวณ รอกที่สมบูรณ์ที่สุด

การหักเหของแสง:

ด้วยปรากฏการณ์การหักเหของแสงจึงพบว่าเป็นปรากฏการณ์ที่พบเห็นได้บ่อยที่สุด คลื่นชนิดใดก็ได้สามารถหักเหแสงได้เมื่อมีปฏิสัมพันธ์ในตัวกลาง จะเห็นได้ว่าเมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่จากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง คลื่นน้ำจะเคลื่อนที่ไปยังระดับความลึกต่างกัน

กฎของสเนลล์มีความชัดเจนมากเกี่ยวกับปรากฏการณ์การหักเหของแสงเหล่านี้ เขาพูดเฉพาะในกรณีของสื่อคู่หนึ่ง ซึ่งเป็นคลื่นความถี่เดียว ตอนนี้ เขาสันนิษฐานว่า อัตราส่วนของไซน์ของมุมตกกระทบต่อมุมหักเห จะเท่ากับอัตราส่วนของความเร็วเฟสภายในตัวกลางทั้งสอง นอกจากนี้ยังเทียบเท่ากับดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์ของสื่อทั้งสองนี้

2.อะไรทำให้เกิดการหักเหของแสง?

สาเหตุของการหักเหของแสงคือ:

อย่างที่เราทราบกันดีว่าแสงมีความเร็วประมาณ 299,792,678 m/s ในสุญญากาศ แต่เมื่อแสงตกกระทบสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ความเร็วจะเปลี่ยนอย่างรวดเร็วหรือช้าขึ้นอยู่กับแต่ละสภาพแวดล้อม ดังนั้นสาเหตุของแสงนั้นก็คือการเปลี่ยนแปลงของความเร็วและสภาพแวดล้อม

มีสองปัจจัยที่ส่งผลต่อการหักเห ได้แก่:

– เปลี่ยนความเร็ว: หากสารทำให้แสงเร็วขึ้นหรือช้าลงก็จะหักเห (โค้ง) มากขึ้น

มุมของรังสีตกกระทบ: หากแสงเข้าสู่สารในมุมที่กว้างกว่า ปริมาณการหักเหของแสงก็จะมากขึ้นด้วย ในทางกลับกัน หากแสงเข้าสู่ตัวกลางที่มุม 90° กับพื้นผิว แสงจะยังคงช้าลง แต่จะไม่เปลี่ยนทิศทาง

ดัชนีหักเห:

ดัชนีการหักเหของแสงของสารโปร่งใสบางชนิดคือ:

3. กฎการหักเหของแสง

เรามีสัญกรณ์ดังต่อไปนี้:

– SI: รังสีตกกระทบ

– ฉัน: ปลายทาง.

– N’IN: ปกติสำหรับอินเทอร์เฟซที่ I.

– IR: รังสีหักเห

SEE ALSO  Rust - THE MOST CLUTCH RAID DEFENSE (ft. Stevie) | เนื้อหาทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับblue printที่ถูกต้องที่สุด

– i: มุมตกกระทบ

– r: มุมหักเห

เนื้อหาของกฎการหักเหของแสง:

– รังสีหักเหอยู่ในระนาบตกกระทบ (ซึ่งเป็นระนาบที่เกิดจากรังสีตกกระทบและเส้นปกติ) และอีกด้านหนึ่งของเส้นตั้งฉากกับรังสีตกกระทบ

– สำหรับสื่อโปร่งใสบางชนิด อัตราส่วนระหว่างไซน์ของมุมตกกระทบ (sin i) กับไซน์ของมุมหักเห (sin r) จะคงที่เสมอ ตามสูตรต่อไปนี้: Sini/sinr = const

ดัชนีหักเห (n) ของตัวกลางคืออัตราส่วนของความเร็วของแสงในสุญญากาศ (c) ต่อความเร็วของแสงในตัวกลางนั้น (v) ด้วยเหตุนี้จึงสามารถคำนวณ n ได้โดยใช้สูตร: n = c/v

นี่ยังหมายความว่ายิ่งดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางสูงเท่าใด ความเร็วของแสงที่ผ่านเข้าไปก็จะยิ่งช้าลง ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของแสงของตัวกลางจะเพิ่มขึ้นเมื่อดัชนีการหักเหของแสงเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ ดัชนีการหักเหของแสงยังคำนวณโดยสูตรต่อไปนี้: n = sin i/sin r

โดยที่ sini คือมุมตกกระทบ และ sinr คือมุมการหักเหของแสง

4. การหักเหของแสง:

ปรากฏการณ์การหักเหของแสงนี้เป็นพื้นฐานสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่สร้างเลนส์และปริซึมหลายประเภทสำหรับวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกันมากมาย

– กระจก:

เลนส์เป็นเพียงส่วนโค้งของแก้วหรือพลาสติก มีเลนส์หลายประเภท ได้แก่ :

SEE ALSO  ตอน Live PAT3 62 เฉลยพาร์ทฟิสิกส์ครบทุกข้อ | เนื้อหาทั้งหมดเกี่ยวกับรายละเอียดมากที่สุดเฉลย pat3 62

+ แว่นขยาย: เลนส์ชนิดที่ง่ายที่สุดช่วยให้มองเห็นวัตถุขนาดเล็กที่มองเห็นด้วยตาเปล่าได้ยาก

เลนส์บรรจบกัน: รังสีแสงแต่ละดวงที่เข้าสู่เลนส์บรรจบกัน (นูน) จะหักเหเข้าด้านในเมื่อเข้าสู่เลนส์และกลับเข้ามาใหม่เมื่อออกจากเลนส์ การหักเหเหล่านี้ทำให้เกิดรังสีแสงคู่ขนานกระจายออกไป โดยเดินทางออกจากจุดโฟกัสในจินตนาการโดยตรง

เลนส์ Diverging: รังสีของแสงแต่ละดวงที่เข้าสู่เลนส์ที่หักเหจะหักเหออกด้านนอกเมื่อเข้าสู่เลนส์และออกด้านนอกอีกครั้งเมื่อออกจากเลนส์ การหักเหเหล่านี้ทำให้เกิดรังสีแสงคู่ขนานกระจายออกไป โดยเดินทางออกจากจุดโฟกัสในจินตนาการโดยตรง

– ปริซึม:

Isaac Newton ทำการทดลองที่มีชื่อเสียงมากจนถึงทุกวันนี้ว่า Sir Isaac Newton ใช้แก้วทรงสามเหลี่ยมที่เรียกว่าปริซึม นักวิทยาศาสตร์ใช้แสงแดดส่องผ่านหน้าต่างเพื่อสร้างแถบสีที่ฝั่งตรงข้ามของห้อง

การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วแสงสีขาวถูกสร้างขึ้นจากสีรุ้งทั้งหมด เจ็ดสีเหล่านี้ ได้แก่ แดง ส้ม เหลือง เขียว (เขียว) น้ำเงิน (น้ำเงิน) คราม และม่วง

Isaac Newton ยังแสดงให้เห็นว่าแต่ละสีเหล่านี้ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นสีอื่นได้ ไอแซก นิวตันยังแสดงให้เห็นด้วยว่าพวกมันสามารถรวมกันได้เพื่อให้เกิดแสงสีขาวที่เป็นผลลัพธ์ได้อีกครั้ง

คำอธิบายของสีที่แยกจากกันคือแสงประกอบด้วยคลื่น แสงสีแดงมีความยาวคลื่นยาวกว่าแสงสีม่วง ดัชนีการหักเหของแสงสีแดงในแก้วก็ต่างจากดัชนีการหักเหของแสงสีม่วงเล็กน้อยเช่นกัน แสงสีม่วงจะช้ากว่าแสงสีแดง ดังนั้นแสงประเภทนี้จะหักเหในมุมที่กว้างกว่า

ปรากฏการณ์การหักเหของแสงนี้ยังช่วยให้เราประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ กล้องโทรทรรศน์ และด้านอื่นๆ ของชีวิตทางสังคมอีกด้วย นอกจากนี้ ปรากฏการณ์การหักเหของแสงนี้ยังช่วยให้ผู้คนสามารถสังเกตวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก เช่น เซลล์ แบคทีเรีย ฯลฯ ได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังใช้ในการตรวจจับดาวเคราะห์หลายดวงในจักรวาลอีกด้วย

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *