Ljusstrålar, brytning och brytningslagen

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök

Ljusets brytning

Ljusets brytning

ljusbrytning
Ljuset reflekteras i samma vinkel och bryts in mot normalen.



Snells lag

Ljusbrytning i den horisontella gränsytan mellan två medier med olika brytningsindex

Snells lag är den enkla formeln som används för att beräkna vinklarna vid refraktion (ljusbrytning) då ljus färdas mellan två medier med olika brytningsindex. Den är uppkallad efter dess holländske upptäckare Willebrord Snell (1580-1626). fr Wikipedia

Minnesregel

En bra minnesregel för att bestämma ljusbrytningens riktning är det faktum att ljusstrålen i det tätare mediet alltid befinner sig närmare normalen. Ett praktiskt sätt att komma ihåg detta är att tänka sig ljusstrålen som en bil som kör från en asfalterad yta (det tunnare mediet) och in på lerigt underlag (det tätare mediet). Beroende på vinkeln kommer då antingen det högra eller det vänstra hjulet att passera gränsen först vilket gör att bilen svänger. fr Wikipedia

Snells lag

n1*sin θ1 = n2*sin θ2

Läs mer

Läs om Snells lag på eng WP.

Totalreflektion

När en ljusstråle färdas från ett tätare medium till ett tunnare (dvs n1 > n2) kan man lätt konstatera att ekvationen saknar lösning då θ1 överstiger ett visst kritiskt värde kallat gränsvinkeln θg. Detta beroende på att sin(θ1) alltid är mindre än (eller lika med) 1.

[math]\theta_{g} = \arcsin\left( \frac{n_2}{n_1} \right)[/math]

Då θ1 > θg lyckas inget ljus passera gränsytan och totalreflexion inträffar, dvs. allt infallande ljus återspeglas. Detta kan till exempel inträffa när ljus färdas från vatten till luft, eftersom vatten är ett optiskt tätare medium än luft (nvatten > nluft), om infallsvinkeln samtidigt överstiger θg.

Texten i ovanstående avsnitt kommer från Wikipedia.se

Brytningsindex

Brytningsindex är ljusets hastighet i materialet dividerat med ljushastigheten i vakuum.

[math] n = \frac{c}{b}[/math]

där n är brytningsindex, c är ljushastigheten i vakuum och v är ljushastigheten i materialet.

Reflektion, brytning och totalreflektion

GeoGebra. Ljusets brytning när det går från ett material till ett annat. Snells lag. Du kan använda glidarna för att variera brytningsindex i första och andra materialet.

Brytningsindex för några material

 Vakuum  1 (exakt) 
 Syrgas  1,00027
 Luft  1,00029
 Kvävgas  1,00030
 Vatten  1,33
 Etanol  1,36
 Bergkristall  1,46
 Terpentin  1,47
 Kronglas  1,51
 Flintglas  1,75
 Guanin  1,83
 Diamant  2,47
 Titandioxidkristall    3

Texten i ovanstående avsnitt kommer från Wikipedia.se

Aktivitet