Hvad er Snells lov?

I fysik giver Snells lov ligningen, der beskriver, hvordan lys brydes, når det bevæger sig fra et medium til et andet. Ved hjælp af Snell's Law-ligning kan størrelsen på den vinkel, som lyset bøjes, bestemmes. For at bestemme brydningsvinklen skal den første vinkel på lyset og brydningsindekset for de to materialer være kendt.

Når bølger bevæger sig fra en type medium til en anden, for eksempel fra luft til vand, bøjes de eller ændrer retning. Dette fænomen kaldes brydning. Årsagen til, at bøjningen opstår, er fordi bølger bevæger sig i forskellige hastigheder i forskellige materialer. Lys er et eksempel på en bølge, der brydes, når det bevæger sig gennem forskellige medier.

De første og bøjede vinkler af en lysstråle måles baseret på forholdet til det normale. Normalen er en lige linje, der er vinkelret på eller vinkelret på overfladen, hvor lyset kommer ind i mediet. Indfaldsvinklen er den vinkel, lyset skaber med det normale på overfladen. Brydningsvinklen er den vinkel, som lyset brydes mod eller væk fra det normale inden for det nye medium.

F.eks. Bevæger en lysstråle sig gennem et materiale med et brydningsindeks for X og går ind i et andet materiale med et brydningsindeks på Y. Indfaldsvinklen er x, og brydningsvinklen vil være y. Ved hjælp af de givne variabler vil Snells lov blive skrevet som: X * sinus (x) = Y * sinus (y). For at finde ud af refraktionsvinklen kan ligningen omskrives som sinus (y) = X * sinus (x) / Y eller y = arcsin (X * sinus (x) / Y).

Densiteten af ​​det medium, inden hvilket lyset bevæger sig, bestemmer lysets hastighed. Hvis lysstrålen bevæger sig ind i et tættere medium, vil det blive langsommere, så strålen bøjer sig mod det normale. Bøjning mod det normale gør brydningsvinklen mindre end forekomstens vinkel. Hvis lyset bevæger sig ind i et mindre tætt medium, fremskyndes det, hvilket får det til at bøje sig væk fra det normale, og brydningsvinklen vil være større end indfaldsvinklen.

For eksempel, hvis en lysstråle bevæger sig fra luft til vand og kommer ind i vandet i en vinkel på 30 grader, kan vi bruge Snells lov til at finde ud af, hvor meget lyset bøjes, eller y. Brydningsindekset for luft er 1, og for vand er det 1,33. Ved hjælp af ligningen, der er givet tidligere, y = arcsin (1 * sinus (30) /1,33). sinus (30) = 0,5, så y = arcsin (0,5 / 1,33) = 22,1. Således er brydningsvinklen for lys, der trænger ind i vandet i en 30 graders vinkel, 22,1 grader.