물리학에서 굴절 새로운 매체에 들어가는 파도의 속도와 방향의 변화입니다. 아마도 가장 친숙한 예는 프리즘에서 백색광의 굴절, 빛의 양의 파장을 굽히고 무지개를 생성하는 것입니다. 그러나 강화는 소리와 물을 포함한 다른 유형의 파도에서도 발생합니다.
굴절의 예
다음은 다른 유형의 파도의 굴절의 예입니다.
- 프리즘에서 빛의 굴절은 바이올렛 조명을 가장 많이 구부리고 적을 최소로하여 무지개를 생성합니다. 파장에 따른 빛의 분리는 분산 입니다 .
- 물을 굴절시키고 대기 중에 빛을 분산시켜 무지개를 만듭니다.
- 소리의 굴절은 음파가 따뜻한 공기에서 차가운 공기로 이동할 때 발생합니다. 음파의 파장은 감소합니다.
- 인간의 눈의 렌즈는 굴절을 통해 빛을 구부려 망막에 이미지를 형성합니다.
- 연필과 같은 직선 품목은 물에 빛이 굴절되어 물에 부분적으로 침수 될 때 구부러져 보입니다.
- 물파는 더 깊은 물에서 얕은 물로 이동할 때 또는 그 반대도 마찬가지입니다. 물파는 깊은 물에서 더 빨리 이동하고 얕은 물에서 느리게 이동합니다. 잔물결 탱크는 물파의 굴절과 회절을 모두 보여줍니다.
- 마칭 밴드를 파도로 간주하십시오. 밴드의 멤버들은 단계적으로 행진합니다. 콘크리트에서 잔디로 이동하면 밴드가 느려집니다. 어떤 발이 잔디에 먼저 닿는 지에 따라 방향이 바뀝니다. 비슷한 예는 도로에서 자동차의 한 번의 타이어가 도로에서 가장자리에서 느리게하고 방향을 바꿀 때 발생합니다.
굴절률
굴절률 (굴절률이라고도 함)은 진공의 빛 속도를 주어진 매체 (위상 속도)에서 속도와 비교하는 차원이없는 숫자입니다.
n =C / V
여기, n 굴절 색인, c 입니다 진공 상태에서 빛의 속도, v 위상 속도입니다. 따라서 진공에서의 굴절률은 1입니다. 20 ° C에서 물에서 빛의 굴절 지수는 1.333입니다.
파동 속도를 진공 속도 속도와 비교하는 굴절률은 절대적인 굴절 지수입니다. 일부 참고 문헌에서는 표준 온도와 압력에서 공기의 빛 속도가 빛의 속도를 대체합니다. 이 경우 값은 "절대"가 아닙니다.
스넬의 법칙
Snell의 법칙은 빛의 굴절을 설명합니다. 한 쌍의 매체의 경우, 입사각의 사인의 비율 θ
sin θ
변형은 굴절 법칙 입니다 :
n 1 sin θ
빛의 굴절이 어떻게 작동하는지
새로운 매체에 들어갈 때 빛이 경로와 속도를 바꾸는 이유를 궁금해 할 수 있습니다.
속도
빛은 전자기 진동으로 물질도 진동을 일으킨다. 특히, 원자의 전자는 빛에 반응하여 전자기파를 진동하고 방출한다. 이 파도는 광파와 상호 작용하여 더 느린 파도 (건설적인 간섭)를 초래합니다. 중간은 빛을 느리게하지만 진공 상태로 돌아 오면 느린 효과가 없으므로 원래 속도로 돌아갑니다.
방향
굴절이 빛의 경로를 구부리는 이유는 파도의 일부가 다른 부분보다 매체를 때리기 때문입니다. 파도의 측면은 느리게 진행됩니다. 파도는 표면에서 또는 느린 재료로 들어가면 정상으로 구부러집니다. 더 빠른 재료로 들어감에 따라 표면을 향해 구부러 지거나 정상에서 멀어집니다. 본질적으로, 파의 주파수는 동일하게 유지되지만 파장은 변화합니다. 또는 속도가 감소함에 따라 파장이 감소합니다.
광의 색이 매체에 들어가면 변하지 않는다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 예, 파장이 변하지만 주파수 (및 색상)는 동일하게 유지됩니다.
참조
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- Hecht, Eugene (2002). 광학 . 애디슨 웨슬리. ISBN 0-321-18878-0.
- Hogan, C. Michael (1973). "고속도로 소음 분석". 물, 공기 및 토양 오염 . 2 (3) :387–392. doi :10.1007/bf00159677
