nyckelskillnad – infallsvinkel vs brytningsvinkel
Nyckelskillnaden mellan infallsvinkeln och brytningsvinkeln är den sekventiella ordningen av de två vinklarna, gjorda vid ett mediagränssnitt av en våg.
Refraktion är en egenskap hos vågor. En våg kan ha olika hastigheter för olika medier. Hastighetsändringen vid en gräns för ett medium får en våg att bryta. Den här artikeln är särskilt fokuserad på ljusstrålar, för enkelhetens skull.
Definition av infallsvinkel och brytningsvinkel
infallsvinkel är vinkeln mellan normalen vid gränssnittet och den infallande strålen.
Bröjningsvinkeln definieras som vinkeln mellan normalen vid gränssnittet och den brutna strålen. Vinklar kan mätas med vilken enhet som helst, men här används grader. Låt oss först ta en titt på brytningslagarna.
- Infallande stråle, bruten stråle och normalen vid gränssnittet ligger i samma plan.
- Sinus för infallsvinkeln(i) till den för brytningsvinkeln(r) vid gränsytan förblir i konstant relation. Denna konstant kallas det andra mediets brytningsindex i förhållande till det första mediet.
Tänk på egenskapen med ljusets reversibilitet. Om vi helt enkelt vänder om ljusstrålens riktning genom att betrakta den nuvarande slutet som början och den nuvarande starten som slutet, kommer ljusstrålen att följa samma väg.
Formation av infallsvinkel och brytningsvinkel
Skillnaden mellan infallande och bruten stråle beror på om ljusstrålen kommer till gränssnittet eller lämnar gränssnittet. Föreställ dig en ljusstråle som en ström av fotoner. Strömmen av partiklar träffar gränssnittet och bildar en viss vinkel med normalen, och sjunker sedan in i det andra mediet och gör i huvudsak en annan vinkel med normalen.
Infallsvinkeln kan varieras manuellt eftersom den är oberoende av mediet. Men brytningsvinkeln definieras av medias brytningsindex. Mer skillnad mellan brytningsindex, mer skillnad mellan vinklar.
Placering av infallsvinkel och brytningsvinkel i förhållande till gränssnittet
Om en ljusstråle går från medium1 till medium2 ligger infallsvinkeln i medium1 och brytningsvinkeln ligger i medium2 och vice versa för utbyte av medierna.
Båda vinklarna är gjorda med normalen i gränssnittet mellan medier. Beroende på det relativa brytningsindexet kan den brutna ljusstrålen göra en vinkel större än eller mindre än den för infallande ljusstråle.
Värden för infallsvinkel och brytningsvinkel
brytning från ett sällsyntare till tätare medium
Val som helst värde mellan 0 och 90 grader kan tilldelas som infallsvinkeln, men den brutna strålen kan inte ta något värde om ljusstrålen kommer från det sällsynta mediet. För hela området för infallsvinkeln når brytningsvinkeln ett maxim alt värde som är exakt detsamma som den kritiska vinkel som beskrivs nedan.
brytning från ett tätare till sällsyntare medium
Ovanstående är inte giltigt för en situation där ljusstrålen kommer från ett tätare medium. När vi ökar infallsvinkeln gradvis kommer vi att se att brytningsvinkeln också ökar snabbt tills ett visst värde på infallsvinkeln uppnås. Vid denna kritiska vinkel (c) av den infallande strålen, uppnår den brytande ljusstrålen sitt maximala värde, 90 grader (bryts stråle längs gränsytan) och försvinner för ett ögonblick. Om vi försöker öka infallsvinkeln ytterligare kommer vi där att se ett plötsligt uppträdande av en reflekterad stråle i det tätare mediet, vilket gör samma vinkel enligt reflektionens lagar. Infallsvinkeln vid denna punkt kallas den kritiska vinkeln, och det kommer ingen längre brytning.
Som en sammanfattning kunde man se, även om de kategoriseras olika, att båda dessa fenomen bara är ett resultat av ljusets reversibilitet.
nyckelskillnad
Nyckelskillnaden mellan infallsvinkeln och brytningsvinkeln är den sekventiella ordningen av de två vinklarna, gjorda vid ett mediagränssnitt av en våg.
Image Courtesy: "Snells law2" av Oleg Alexandrov - Jag justerade precis originalet - Roterad och finjusterad version av en:Image:Snells law.svg, samma licens. (Public Domain) via Commons "RefractionReflextion" av Josell7 – Eget arbete. (CC BY-SA 3.0) via Commons
