Snellius–Descartes-törvény

Snell fénytörési törvénye a fény vagy más hullámok fénytörésének tudományos törvénye. Az optikában Snell törvénye a fény sebességéről szól a különböző közegekben. A törvény kimondja, hogy amikor a fény különböző anyagokon (például levegőből üvegbe) halad át, a beesési (bejövő) szög és a törési (kimenő) szög szinuszainak aránya nem változik:

sin θ 1 sin θ 2 = v 1 v 2 = n 2 n 1 {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}}{n_{1}}}} {\displaystyle {\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}}

Mindegyik θ {\displaystyle \theta }{\displaystyle \theta } a határfelület normálisától mért szög, v {\displaystyle v}{\displaystyle v} a fény sebessége az adott közegben (SI-egységek: méter/másodperc, vagy m/s). n {\displaystyle n}n a közeg törésmutatója.

A vákuum törésmutatója 1, a fény sebessége vákuumban c {\displaystyle c}{\displaystyle c} . Amikor egy hullám áthalad egy olyan anyagon, amelynek törésmutatója n, a hullám sebessége c n {\displaystyle {\frac {c}{n}}} lesz. {\displaystyle {\frac {c}{n}}}.

A Snell-törvény a Fermat-elvvel bizonyítható. Fermat elve kimondja, hogy a fény azon az úton halad, amely a legkevesebb időt veszi igénybe.

Egy fénysugár egy üvegprizmára esik, és megtörik.Zoom
Egy fénysugár egy üvegprizmára esik, és megtörik.

A fény törése két különböző törésmutatójú közeg határfelületén, ahol n2 > n1Zoom
A fény törése két különböző törésmutatójú közeg határfelületén, ahol n2 > n1

Történelem

Az ötletnek hosszú története van. A problémával foglalkozott Alexandriai Hero, Ptolemaiosz, Ibn Sahl és Huygens. Ibn Sahl valóban felfedezte a fénytörés törvényét. Huygens 1678-ban megjelent Traité de la Lumiere című művében megmutatta, hogy Snell szinusztörvénye hogyan magyarázható a fény hullámtermészetével, illetve hogyan vezethető le abból.

Kérdések és válaszok

K: Mi a Snell-féle fénytörési törvény?


V: Snell fénytörési törvénye a fény vagy más hullámok fénytörésének tudományos törvénye. Az optikában azt mondja ki, hogy amikor a fény különböző anyagokon halad át, a beesési és törési szögek szinuszainak aránya nem változik.

K: Hogyan bizonyítható Snell törvénye?


V: Snell törvénye a Fermat-elvvel bizonyítható, amely kimondja, hogy a fény olyan úton halad, amely a legkevesebb időt veszi igénybe.

K: Mi az a Fermat-elv?


V: A Fermat-elv kimondja, hogy a fény olyan útvonalon halad, amely a legkevesebb időt veszi igénybe.

K: Mi az n és v a Snell-törvényben?


V: Az n a közeg törésmutatója, a v pedig a fény sebessége az adott közegben (méter/másodpercben mérve).

K: Mit jelent a c a Snell-törvényben?


V: A c a fény sebességét jelenti vákuumban, amelynek törésmutatója 1.

K: Hogyan számoljuk ki a sebességet, amikor egy hullám olyan anyagon halad át, amelynek törésmutatója n?


V: A sebesség c/n lesz, ha egy hullám n törésmutatójú anyagon halad át.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3