Cov tshwm sim ntawm refraction ntawm lub teeb - nws ... Txoj kev cai refraction ntawm lub teeb

Cov tshwm sim ntawm refraction ntawm lub teeb - yog ib tug natural phenomenon uas tshwm sim txhua lub sij hawm nthwv dej mus los ntawm ib tug khoom mus rau lwm lub, nyob rau nws cov tshaj tawm txawv. Dig muag, nws zoo nkaus li uas hloov cov kev coj ntawm hais tawm.

Physics: refraction ntawm lub teeb

Yog hais tias qhov teeb meem beam ntaus interface ntawm ob xov xwm nyob rau ntawm ib kaum sab xis ntawm 90 °, ces tsis muaj dab tsi tshwm sim, nws tseem yuav tawm mus nyob rau hauv tib txoj kev coj ntawm txoj cai lub mus rau lub interface. Yog hais tias lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej sib txawv los ntawm 90 °, refractive phenomenon tshwm sim. Qhov kev piv txwv ua coj txawv txawv los xws li cov khees puas yam khoom cov raus rau hauv dej los yog ib tug ua zaim muag pom nyob rau hauv lub kub suab puam xuab zeb.

Keeb kwm ntawm foundations

Nyob rau hauv lub xyoo pua thawj BC. e. Greek geographer thiab astronomer Ptolemy sim lej piav qhia txog lub refraction, tab sis kev cai lij choj tawm tswv yim los ntawm nws tom qab muab tau unreliable. Nyob rau hauv lub XVII caug xyoo. Dutch mathematician WILLEBRORD SNELLIUS tsim kev cai lij choj, uas txiav txim seb tus nqi uas muaj feem rau tus piv ntawm qhov teeb meem thiab refracted ces kaum, uas tom qab tis npe hu ua lub Performance index ntawm refraction khoom. Nyob rau hauv qhov tseeb, qhov ntau lub substance yog tau refract lub teeb, lub siab dua tus nqi. Mem hluav rau hauv cov dej "lawm" vim hais tias cov rays los ntawm nws, hloov koj txoj kev thaum cov huab cua-dej interface ua ntej ncav lub qhov muag. Yuav kom tus chim ntawm Snell, nws tsis tau muaj kev tswj los mus nrhiav qhov ua rau ntawm no cov nyhuv.

Nyob rau hauv 1678, lwm Dutch paub txog Christiaan Huygens tsim ib tug lej sib raug zoo uas piav txog lub tswvyim Snell thiab pom tias lub phenomenon ntawm refraction ntawm lub teeb - yog lub txiaj ntsim ntawm qhov ntau thiab cov kev ceev ntawm uas cov beam kis los ntawm tus ob tej kev kawm. Huygens txiav txim hais tias tus cwj pwm ces kaum ntawm lub teeb kis tau los ntawm ob ntaub ntawv uas txawv indices ntawm refraction yuav tsum sib npaug zos rau cov piv ntawm nws cov tshaj tawm nyob rau hauv txhua cov ntaub ntawv uas. Yog li, nws yog postulated tias nyob rau hauv ib tug nruab nrab muaj ib tug ntau dua refractive index, lub teeb tsiv ntau maj mam. Nyob rau hauv lwm yam lus, cov kev ceev ntawm lub teeb los ntawm cov ntaub ntawv uas yog inversely xwm yeem mus rau refractive index. Txawm hais tias txoj kev cai raug tom qab paub tseeb hais tias experimentally, rau ntau soj ntsuam ntawm lub sij hawm nws yog tsis cuab kev, t. Yuav kom. Tsis txhim khu kev qha txhais tau tias ntawm ntsuas cov kev ceev ntawm lub teeb. Zaum xav hais tias nws tsis yog nyob ntawm seb cov kev ceev ntawm cov khoom. Tsuas yog 150 xyoo tom qab Huygens 'ceev ntawm lub teeb tuag tau ntsuas nrog txaus cov neeg, ua pov thawj rau nws txoj cai.

Tsis index ntawm refraction

Tsis refractive index n ntawm lub pob tshab khoom los yog ib qhov khoom yog txhais tias yog tus txheeb ze ceev uas lub teeb kis tau therethrough txheeb ze rau tus tshaj tawm nyob rau hauv vacuo: n = c / v, qhov twg c - tshaj tawm los ntawm lub teeb nyob rau hauv lub tshuab nqus tsev, thiab v - nyob rau hauv cov khoom.

Obviously, cov refraction ntawm lub teeb nyob rau hauv ib lub tshuab nqus, devoid ntawm tej yam khoom uas yuav tsis tuaj kawm ntawv thiab muaj ib tug meej daim duab 1. lwm yam pob tshab ntawv no tus nqi yog siab tshaj 1. refraction ntawm lub teeb nyob rau hauv cov huab cua yuav siv tau los xam tus tsis paub tsis ntaub ntawv (1.0003).

Snell txoj cai

Peb paub tej ntsiab lus:

• qhov teeb meem beam - ib tug beam uas yog nyob ze rau qhov sib cais nruab nrab;
• poob point - qhov kev sib cais point uas nws ntog;
• lub refracted ray tawm hauv qhov kev sib cais xov xwm;
• ib txwm - ib tug kab kos perpendicular mus rau lub sib cais ntawm lub taw tes ntawm cov xwm txheej;
• kaum sab xis ntawm cov xwm txheej - lub kaum sab xis ntawm lub cev thiab qhov teeb meem beam;
• txiav txim seb lub refractive lub yuav ua tau raws li lub kaum sab xis ntawm lub refracted ray thiab lub cev.

Raws li cov kev cai ntawm refraction:

1. Qhov teeb meem, lub refracted ray thiab lub cev muaj nyob rau hauv tib lub dav hlau.
2. Qhov ratio ntawm sines ntawm lub ces kaum ntawm cov xwm txheej thiab refraction yog tus piv ntawm cov refraction coefficients ntawm tus thawj thiab thib ob nruab nrab: kev txhaum kuv / kev txhaum r = n r / n i.

Txoj cai ntawm refraction ntawm lub teeb (Snell) piav txog txoj kev sib raug ntawm cov ces kaum ntawm ob vuag thiab indices ntawm refraction ntawm ob xov xwm. Thaum ib tug yoj kis los ntawm ib tug tsawg refractive nruab nrab (e.g. cua) nyob rau hauv ib tug refractive (e.g., dej), nws tshaj tawm dauv. Conversely, thaum lub teeb kis tau los ntawm cov dej nyob rau hauv cov huab cua, cov kev ceev nce. Lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej mus rau tus thawj nruab nrab txheeb ze mus rau lub qub kaum sab xis ntawm refraction thiab lub thib ob yuav sib txawv xwm yeem mus rau txawv nyob rau hauv refractive index ntawm ob cov ntaub ntawv. Yog hais tias ib tug yoj kis los ntawm ib tug nruab nrab nrog ib tug tsawg coefficient ntawm ib tug nruab nrab nrog ib tug ntau dua, nws bends ntawm qub. Thiab yog hais tias nyob rau hauv qhov tsis tooj, nws yuav tsum tau muab tshem tawm.

Tus txheeb ze refractive index

Lub teeb refraction txoj cai qhia tau hais tias tus piv ntawm cov sine ntawm qhov teeb meem thiab refracted ces kaum sib npaug zos rau ib qhov uas yog tus piv ntawm cov velocities ntawm lub teeb nyob rau hauv lub ob xov xwm.

_{kev txhaum kuv / kev txhaum r = n r} / n kuv = (c / v r) / (c / v i) = v kuv / v r

Kev sib raug zoo n _r / n _kuv yog hu ua ib tug txheeb ze index ntawm refraction rau cov tshuaj.

Ib tug xov tooj ntawm phenomena uas yog lub txiaj ntsim ntawm refraction feem ntau pom nyob rau hauv lub neej txhua hnub. Cov nyhuv ntawm "tawg" mem hluav - ib qho ntawm feem ntau. Ob lub qhov muag thiab lub hlwb ua raws li cov rays rov qab mus rau hauv cov dej raws li yog hais tias lawv twb tsis refracted, thiab los ntawm tus kwv nyob rau hauv ib tug ncaj kab, tsim ib tug virtual duab uas zoo nkaus li thaum ib tug tsawg qhov tob.

dispersion

Ceev faj ntsuam qhia tau tias tus refraction ntawm lub teeb wavelength emission los yog xim muaj ib lub zog txhawb. Nyob rau hauv lwm yam lus, ib yam khoom uas muaj ntau refractive index uas tej zaum yuav sib txawv nrog kev hloov ntawm cov xim los yog wavelength.

Xws li ib tug hloov yuav siv sij hawm qhov chaw nyob rau hauv tag nrho cov pob tshab xov xwm thiab yog hu ua dispersion. Lub degree ntawm dispersion ntawm cov ntaub ntawv uas nyob rau yuav ua li cas lub refractive index mas nws txawv nrog wavelength. Nrog ua wavelength yuav tsawg pronounced phenomenon ntawm refraction ntawm lub teeb. Qhov no yog paub tseeb hais tias los ntawm qhov tseeb hais tias ntshav refract ntau tshaj liab, vim hais tias nws wavelength yog luv luv. Vim dispersion hauv lub niaj zaus iav tshwm sim paub splitting lub teeb rau hauv nws cov Cheebtsam.

expansion ntawm lub teeb

Thaum kawg ntawm lub XVII xyoo pua, Sir Isaak Nyuton ua ib tug series ntawm thwmsim uas coj mus rau nws foundations ntawm qhov pom spectrum, thiab lawm hais tias lub teeb dawb muaj ib tug txiav txim kom array ntawm cov xim xws li los ntawm cov ntshav los ntawm cov kob xiav, ntsuab, daj, txiv kab ntxwv thiab liab finishing. Ua hauj lwm nyob rau hauv ib tug darkened chav tsev, Newton tso ib khob plaub mus rau hauv ib tug nqaim beam penetrates los ntawm ib lub qhov nyob rau hauv lub qhov rais shutters. Thaum dhau los ntawm ib tug plaub yog refracted lub teeb - lub khob qhov nws on ib tug kev tshuaj ntsuam nyob rau hauv ib tug kom spectrum.

Newton xaus lus tias lub teeb dawb yog ib tug sib tov ntawm cov xim txawv, thiab hais tias lub plaub "scatters" lub teeb dawb, refracting txhua lub xim los ntawm ib tug txawv lub. Newton yuav tsis muab cov xim los ntawm xeem dhau lawv los ntawm ib tug thib ob plaub. Tab sis thaum nws muab tso rau lub thib ob plaub yog heev ze rau tus thawj, yog li ntawd tag nrho cov xim dispersed thiab mus rau hauv lub thib ob plaub, tus neeg tshawb fawb pom tias cov xim muaj recombined rov mus tsim teeb dawb. Qhov no discovery ntseeg muaj pov thawj qhov spectral muaj pes tsawg leeg ntawm lub teeb uas yuav muab tau yooj yim muab faib thiab cob cog rua.

dispersion phenomenon plays ib tug tseem ceeb luag hauj lwm nyob rau hauv ib tug loj tus naj npawb ntawm ntau tshwm sim. Zaj sawv yog lub txiaj ntsim ntawm tus refraction ntawm lub teeb nyob rau hauv dauv ntawm nag, ua ib tug impressive pom ntawm lub spectral decomposition, zoo ib yam li uas tshwm sim nyob rau hauv lub plaub.

Cov tseem ceeb heev kaum sab xis thiab tag nrho cov sab hauv thiaj

Thaum dhau los ntawm ib tug nruab nrab nrog ib tug ntau dua Performance index ntawm refraction nyob rau hauv ib tug nruab nrab nrog ib tug tsawg dua lub zog txoj kev ntawm lub tsis txhais los ntawm lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej nrog rau kev hwm mus sib cais ntawm ob cov ntaub ntawv. Yog hais tias lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej ntau tshaj ib tug tej yam muaj nuj nqis (nyob ntawm seb lub Performance index ntawm refraction ntawm ob ntaub ntawv), nws nce mus txog ib tug taw tes nyob qhov twg lub teeb yog tsis refracted nyob rau hauv lub medium nrog ib tug tsawg dua Performance index.

Tseem ceeb heev (los yog tsis pub tshaj) lub kaum sab xis txhais li lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej, uas ua nyob rau hauv lub kaum sab xis ntawm refraction ntawm 90 °. Nyob rau hauv lwm yam lus, raws li lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej tsawg tshaj li tseem ceeb heev refraction tshwm sim, thiab thaum twg nws yog sib npaug zos rau nws, tus refracted beam kis raws qhov chaw ntawm ob lub cov ntaub ntawv. Yog hais tias lub kaum sab xis ntawm cov xwm txheej ntau tshaj cov tseem ceeb heev, lub teeb yog reflected rov qab. Qhov no tshwm sim yog lub npe hu ua tag nrho nrog thiaj. Piv txwv ntawm nws siv - diamonds thiab kho qhov muag fibers. Cov txiav pob zeb diamond txhawb tag nrho cov sab hauv thiaj. Feem ntau ntawm cov rays nkag mus rau los ntawm lub sab saum toj ntawm cov pob zeb diamond, yuav thaws rov los kom txog rau thaum lawv mus txog rau sab qaum nto. Qhov no yog dab tsi yuav qhia diamonds lawv glitter. Kho qhov muag fiber yog ib tug iav "cov plaub hau", yog li ntawd, nyias hais tias thaum teeb nkag mus rau hauv ib tug kawg, nws yuav tsis tau kev khiav. Thiab tsuas yog thaum lub beam nce mus txog lwm yam kawg, nws yuav tsum tau tawm hauv lub fiber.

Nkag siab thiab tswj

Kho qhov muag pab kiag li lawm, xws li los ntawm rub kom pom loj thiab telescopes rau cov koob yees duab, video projectors, thiab txawm tus tib neeg qhov muag yuav tau cia siab rau qhov tseeb hais tias teeb yuav tau teem, refracted thiab thaws rov los.

Refraction ua ib tug ntau ntawm cov phenomena, xws li mirages, rainbows, kho qhov muag illusions. Vim lub refraction ntawm ib tug tuab-walled iav ntawm npias nkawd yuav xav paub ntau tshaj, thiab lub hnub mus cia rau ib ob peb feeb tom qab tshaj nws yeej yog. Tsheej lab ntawm cov neeg siv refractive hwj chim los kho tsis pom kev zoo tsis xws luag nrog kev pab los ntawm tsom iav los yog iav. By nkag siab txog cov thaj chaw ntawm lub teeb thiab cov kev tswj, peb yuav pom tau cov ntsiab lus pom tsis tau cov liab qab qhov muag, tsis hais seb lawv yog cov nyob rau hauv ib tug tshuab kuaj kab mob swb los yog nyob rau hauv ib tug nyob deb galaxy.