Ljusstrålar, brytning och brytningslagen
Ljusets brytning, s198-203
Ljusets brytning
Snells lag
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]\displaystyle{ \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]\displaystyle{ 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