වර්තනය සිදු වන්නේ ආලෝක ප්රපංචය - එය ... ආලෝකය වර්තනය නීතිය

වර්තනය සිදු වන්නේ ආලෝක ප්රපංචය - එහි ප්රවේගය වෙනස් වේ, එයද තරංග එක් ද්රව්ය වලින්, තවත් ගමන් එක් එක් කාල සිදුවන ස්වභාවික සංසිද්ධියකි. දෘශ්යාබාධිත, එය ලීමේ දිශාව වෙනස් බවක් පෙනේ.

භෞතික විද්යාව: ආලෝකය වර්තනය

සිද්ධිය කදම්භ 90 ° ක කෝණයක් දී මාධ්ය දෙක අතර අතුරු මුහුණත පහර නම්, කිසිවක් සිදු, එය අතුරු මුහුණත කිරීමට ඇති අයිතිය කෝණයකින් එකම දිශාවට චලනය කරනවා. 90 ° සිට සිදුවන කෝණය වෙනස් නම්, වර්තන සංසිද්ධිය සිදුවේ. මෙම උදාහරණය එවැනි අර්ධ වශයෙන් ජලය තුල ගිලී විද්යමාන අස්ථි බිඳීමක් වස්තුව හෝ උණුසුම් කාන්තාර වැලි දක්නට මිරිඟුවක් ලෙස අමුතු බලපෑම් නිෂ්පාදනය කරයි.

සොයා ගැනීම ඉතිහාසය

ක්රි.පූ පළමු වන සියවසේ දී. ඊ. ග්රීක භූගෝල විද්යා තාරකා විද්යාඥ ටොලමි ගණිතමය වර්තනය පැහැදිලි කරන්න උත්සාහ කළත් ඔහු විසින් යෝජනා කර නීතිය පසුව විශ්වාසය තැබිය නොහැකි බව පෙනීයයි. මෙම XVII වන සියවසේ දී. ලන්දේසි ගණිතඥයෙකු WILLEBRORD SNELLIUS පසුව වර්තනය ද්රව්ය දර්ශකය ලෙස නම් කරන ලදී සිද්ධිය අනුපාතය හා වර්තනය කෝණ අදාළ මුදල, තීරණය කරන නීතිය, සංවර්ධනය. ඇත්ත වශයෙන්ම, වඩා එම ද්රව්යය ආලෝකය වර්තනය කිරීමට හැකි වන අනුපාතය වැඩි ය. ජලය පැන්සල් එය එන කිරණ නිසා "බිඳුණු", ඇස වීමට පෙර ගුවන් ජලය අතුරු මුහුණත ඔබේ ආකාරය වෙනස්. Snell ඇති බලාපොරොත්තු සුන්, ඔහු මේ ප්රතිඵලය හේතුව සොයා ගැනීමට සමත්ව නැත.

1678 දී, තවත් ලන්දේසි විද්යාඥ Christiaan Huygens නිරීක්ෂණ Snell පැහැදිලි කරන ගණිතමය සම්බන්ධතාවය වර්ධනය හා ආලෝකය වර්තනය ප්රපංචය යෝජනා - කදම්බ ඇති පරිසරය දෙකක් හරහා කරන වේගය වෙනස් කිරීම වේ. Huygens ද්රව්ය දෙකක් හරහා වර්තනය විවිධ දර්ශක සමග ආලෝකයේ සම්මත ආකල්පය කෝණ එක් එක් ද්රව්ය එහි ප්රවේගය අතර අනුපාතය සමාන විය යුතු බව තීරණය කළා. ඒ අනුව, වැඩි වර්තනාංකයක් සහිත මාධ්යයක, ආලෝකය වඩාත් සෙමින් චලනය අපගේ කෝණයෙන් බලන කල ඇත. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ද්රව්ය හරහා ආලෝකයේ වේගය ද වර්තනාංකයක් ප්රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. නීතිය වුවත් පසුව ප්රායෝගිකව බොහෝ පර්යේෂකයන් සඳහා එය, පැහැදිලි විය ටී නොවන අවස්ථාවේ අංක විශ්වසනීය මාධ්යයක් බව සනාථ කරන ලදී. ගැනීම. වේගය මනින ආලෝකය. විද්යාඥයින් එය ද්රව්යමය වේගය මත පදනම් නොවී, කියලා. ආලෝකය මරණයට Huygens 'වේග ඔහුට අයිතිය ඔප්පු, ප්රමාණවත් නිරවද්යතාව ගණනය කෙරී 150 ක් පමනි වසර.

වර්තනය පරම දර්ශකය

මෙම විනිවිද පෙනෙන ද්රව්ය පරම වර්තනාංකයක් n හෝ ද්රව්ය ආලෝකය vacuo දී ප්රවේගය therethrough සාපේක්ෂ වෙයි දී ඇති සාපේක්ෂ වේගය වන පරිදි අර්ථ දක්වා ඇත: n = ඇ / v, එහිදී ඇ - රික්තයක් තුළ ආලෝකයේ ප්රවේගය, සහ v - ද්රව්යමය දී.

පැහැදිලිවම, ඕනෑම මදයක් නැති රික්තයක් තුළ ආලෝකයේ වර්තනය, නැතිවීම හා නිරපේක්ෂ අගයක් 1. වෙනත් විනිවිද පෙනෙන ද්රව්ය සඳහා පවතින මෙම අගය ගුවන් ආලෝකය 1. වර්තනය නොදන්නා පරාමිතීන් දව (1.0003) ගණනය කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි වඩා බොහෝ වැඩි ය.

Snell නීතිය

අපට යම් අර්ථ දැක්වීම් හඳුන්වා:

• සිද්ධිය කදම්භ - වෙන් මධ්ය ආසන්න බව කදම්බ;
• අතහැර අවස්ථාවක - එය යෙදී ඇති විට වෙන් වන ස්ථානය කවරේද;
• මෙම වර්තනය කිරණ වෙන් මාධ්ය හැර;
• සාමාන්ය - සිදුවීම් වන ස්ථානෙය් දී වෙන් ලම්බ ඇදී රේඛාවක්;
• සිදුවීම් කෝණය - සාමාන්ය සහ සිද්ධිය කදම්භ අතර කෝණය;
• මෙම වර්තන කෝණය වර්තනය කිරණ හා සාමාන්ය අතර කෝණය ලෙස විය හැක තීරණය කරන්න.

වර්තනය නීති අනුව:

1. සිද්ධිය වන වර්තනය කිරණ හා සාමාන්ය එම තලය වේ.
2. ප්රවණතාව හා වර්තනය කෝණ වල සයින් අනුපාතය පළමු හා දෙවන මාධ්යය පිළිබඳ වර්තනය සංගුණක අනුපාතය වේ: පාපය i / පාපය r = n r / n i.

ආලෝකය (Snell) වර්තනය නීතිය මාධ්ය දෙකෙහි වර්තනය රැළි දෙකක් හා දර්ශක කෝණ අතර සම්බන්ධතාවය විස්තර කරයි. රැල්ලක් ඇති වර්තන (උදා, ජලය) දී අඩු වර්තන මධ්යම (උදා ගුවන්) සිට ගමන් කරන විට, එහි ප්රවේගය පහළ බසී. අනිත් අතට, විට ආලෝකය ජල සිට ගුවන්, වේගය වැඩි වෙයි. වර්තනය හා දෙවන සාමාන්ය කෝණය පළමු මධ්ය සාපේක්ෂ සිදුවීම් කෝණය ද්රව්ය දෙකක් අතර වර්තන දර්ශකය වෙනසට සමානුපාතික වෙනස් වනු ඇත. රැල්ලක් ඉහළ සමඟ මධ්යම අඩු සංගුණකය සමඟ මධ්යම සිට වෙයි නම්, එය සාමාන්ය දෙසට අද්දා. හා ඊට ප්රතිවිරුද්ධව නම්, එය ඉවත් කෙරෙනු ඇත.

සාපේක්ෂ වර්තනාංකයක්

ආලෝකය වර්තනය නීතිය සිද්ධිය වූ සයින් අනුපාතය හා වර්තනය කෝණ අතර අනුපාතය බව නියත සමාන බවයි ආලෝකය ප්රවේගයන් මාධ්ය දෙකක්.

_{පාපය i / පාපය r = n r} / n i = (ඇ / v r) / (ඇ / v i) v i / v r =

සම්බන්ධතාවය n _r / n _මම මෙම ද්රව්යයන් සඳහා වර්තනය ඥාතියෙකු දර්ශකය ලෙස හැඳින්වේ.

බොහෝ විට එදිනෙදා ජීවිතයේදී දැකගත වර්තනය ප්රතිඵලයක් බව බොහෝ සංසිද්ධීන් ගණනාවක්. වඩාත් පොදු එක් - "බිඳුණු" පැන්සල බලපෑම. ඔවුන් අඩු ගැඹුරු පෙනෙන අථත්ය රූපය නිර්මාණය වර්තනය නම් තිබුණේ නැහැ, සහ සරළ රේඛීය ව වස්තුව එන, ඇස් සහ මොළය නැවත ජලය බවට කිරණ අනුගමනය කරන්න.

විසිර

ප්රවේශම් මිනුම් පිළිබඳ වර්තනය බව පෙන්වන්න ආලෝකය තරංග ආයාමය විමෝචන හෝ වර්ණ විශාල බලපෑමක් ඇත. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, යම් ද්රව්යයක ඇති වන විවිධ වර්තන දර්ශකය වර්ණය හෝ තරංග ආයාමය වෙනස් සමග වෙනස් විය හැකි.

එවැනි වෙනසක් සියලු විනිවිද මාධ්ය සිදු නොවී විසරණය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම විශේෂ ද්රව්ය විසිර යන උපාධි වර්තනාංකයක් තරංග ආයාමය වෙනස් වේ ආකාරය මත රඳා පවතී. වැඩි තරංග ආයාමයක් සහිත ආලෝකය වර්තනය අඩු විශද සංසිද්ධිය බවට පත් වෙයි. මෙය එහි තරංග ආයාමය කෙටි නිසා පාට, දම් පාට, රතු වඩා වර්තනයට භාජනය බව, ඒ මගින් සනාථ කර ඇත. නිසා සුපුරුදු වීදුරු විසිර එහි සංරචක බවට දන්නා පැලෙන ආලෝකය වේ.

ආලෝකය පුළුල්

මෙම XVII වන සියවසේ අවසානයේ දී, සර් Isaak Nyuton දෘශ්ය වර්ණාවලියේ ඔහුගේ සොයා ගැනීමට තුඩු දුන් පර්යේෂණ මාලාවක් සිදු, සහ සුදු ආලෝකය පාට, දම් පාට නිල්, කොළ, කහ, තැඹිලි සහ රතු නිමාව හරහා දක්වා වර්ණ යනු නියෝග මාලාවක් සමන්විත බව පෙන්වා ඇත. අඳුරු කාමරය තුළ වැඩ කරන, නිව්ටන් කවුළුව වහගෙන හිටියේ සිදුරක් හරහා පටු කදම්භ හැකියාවයි බවට වීදුරුවක් ප්රිස්මය තබා තිබෙනවා. ප්රිස්මයක් තුලින් ගමන් කරන විට ආලෝකය වර්තනය වේ - නියෝගයක් වර්ණාවලිය තුළ තිරය මත එය ක්රියාත්මක කිරීමට අවස්ථාව වීදුරු.

නිව්ටන් සුදු ආලෝකය විවිධ වර්ණ මිශ්රණය වන අතර, ප්රිස්මය වෙනස් කෝණයකින් එක් එක් වර්ණ වර්තක, සුදු ආලෝකය "විසුරුවා හරින්නේ" බව නිගමනය කලේය. නිව්ටන් දෙවන ප්රිස්මයක් තුළින් ඔවුන් යැවීමෙන් වර්ණ හුවමාරු නොහැකි විය. එහෙත් ඔහු වර්ණ විසිර එසේ දෙවන ප්රිස්මය, පළමු ඉතාම ආසන්න ය හා දෙවන ප්රිස්මය වූ විට, පර්යේෂකයෝ සුදු ආලෝකය පිහිටුවීමට වර්ණ නැවත recombined බව සොයාගෙන ඇත. මේ සොයා ගැනීම, ඒත්තු පහසුවෙන් බෙදීම හා සම්බන්ධ විය හැකි ආලෝකය වර්ණාවලි සංයුතිය විය.

විසිර සංසිද්ධිය විවිධ සංසිද්ධි විශාල සංඛ්යාවක් ඉතා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. දේදුන්නක් ප්රිස්මය සිදුවන, සමාන වර්ණාවලි විසංයෝජනය ක ආකර්ෂණීය ඇස් පෙනීම, කරමින්, වැසි බිංදු දී ආලෝකය වර්තනය ප්රතිඵලයකි.

තීරනාත්මක කෝණයක් සහ සම්පූර්ණ අභ්යන්තර පරාවර්තනය

ද්රව්ය දෙකක් වෙන් සම්බන්ධයෙන් සිදුවීම් කෝණය විසින් අර්ථ තරංග අඩු ව්යාපාරය මාර්ගය සමඟ මධ්යම වර්තනාංකයක් ඉහළ දර්ශකය සමඟ මධ්යම එක්විමට. සිදුවීම් කෝණය යම් අගය (ද්රව්ය දෙකක් වර්තනය දර්ශකය මත පදනම්ව) වඩා වැඩි නම්, එය ආලෝකය අඩු දර්ශකය මධ්ය වර්තනය නොවේ එහිදී ලක්ෂ්යයක් ළඟාවේ.

විවේචනාත්මක (හෝ සීමාව) කෝණය 90 ° දී වර්තනය වන කෝණය නිසා, සිදුවීම් කෝණය ලෙස අර්ථ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, සිදුවීම් කෝණය ලෙස විවේචනාත්මක වර්තනය සිදුවන වඩා, සහ එය සමාන වන විට, වර්තනය කදම්භ ද්රව්ය දෙකක් වෙන් කරන ඉඩ ඔස්සේ ගමන් කරයි. අඩු සිදුවීම් කෝණය තීරනාත්මක වඩා වැඩි නම්, ආලෝකය නැවතත් පරාවර්තනය වේ. මෙම සංසිද්ධිය සම්පූර්ණ අභ්යන්තර පරාවර්තනය ලෙස හැඳින්වේ. එහි භාවිතයට උදාහරණ - දියමන්ති හා ප්රකාශ තන්තු. කප්පාදුව දියමන්ති සම්පූර්ණ අභ්යන්තර පරාවර්තනය ප්රවර්ධනය කරයි. දියමන්ති ඉහළ ඔස්සේ ඇතුළු කිරණ බොහෝ, ඔවුන් ඉහළ මතුපිටට ළඟා වන තෙක් පිළිබිඹු කරනු ඇත. මෙම දියමන්ති ඔවුන්ගේ දිලිසෙන දෙන දේ. මෙම දෘශ්ය තන්තු වීදුරුවක් "කෙස්" වන අතර, ආලෝකය එක් කෙළවරක ඇතුල් වන විට, එය පැන බව නොහැකි නිසා සිහින් වේ. සහ කදම්භ අනෙක් අන්තය, වූ විට පමණක්, ඔහු තන්තු ඉවත් කිරීමට හැකි වනු ඇත.

තේරුම් ගැනීමට හා අවබෝධ

ඔප්ටිකල් උපාංග, අන්වීක්ෂ හා දුරේක්ෂ සිට කැමරා, වීඩියෝ ප්රක්ෂේපක, සහ මිනිස් ඇසට දක්වා ආලෝකය, අවධානය යොමු කළ හැක වර්තනය හා පිලිබිඹු බව මත රඳා හැක.

වර්තනය පුළුල් mirages, දේදුන්න, දෘශ්ය සංසිද්ධීන් ද, බොහෝ සංසිද්ධීන් නිෂ්පාදනය කරයි. නිසා බීර ඝන-පවුරකින් වට වීදුරු වර්තනාංකයක් වඩාත් සම්පූර්ණ බව පෙනේ, හා හා හිරු පසුව එය සැබවින්ම වඩා විනාඩි කිහිපයක් පහලට යනවා. වීදුරු ෙහෝ කාච ද සහාය ඇතිව දැක්ම දෝෂ නිවැරදි කිරීමට මිනිසුන් මිලියන ගණනක් වර්තන බලය භාවිතා කරන්න. ආලෝකය හා කළමනාකරණ මෙම ගුණ තේරුම් ගැනීම මගින්, අප නොතකා ඔවුන් අන්වීක්ෂය විනිවිදකයක් මත හෝ ඈත සටො යන්න, පියවි ඇසට නොපෙනෙන විස්තර බලන්න පුළුවන්.