Klíčový rozdíl - úhel dopadu vs úhel lomu
Klíčovým rozdílem mezi úhlem dopadu a úhlem lomu je pořadí těchto dvou úhlů, které na mediálním rozhraní vytváří vlna.
Lom je vlastnost vln. Vlna může mít různé rychlosti pro různá média. Změna rychlosti na hranici média způsobí lom vlny. Tento článek je kvůli zjednodušení zaměřen zejména na světelné paprsky.
Definice úhlu dopadu a úhlu lomu
Úhel dopadu je úhel mezi normálkou na rozhraní a dopadajícím paprskem.
Úhel lomu je definován jako úhel mezi normálou na rozhraní a lomeným paprskem. Úhly lze měřit jakoukoli jednotkou, ale zde se používají stupně. Nejprve se podívejme na zákony lomu.
- Dopadající paprsek, lomený paprsek a normála na rozhraní leží ve stejné rovině.
- Sinus úhlu dopadu (i) k úhlu lomu (r) na rozhraní zůstává v konstantním vztahu. Tato konstanta se nazývá index lomu druhého média vzhledem k prvnímu médiu.
Mějte na paměti vlastnost reverzibility světla. Pokud jednoduše obrátíme směr světelného paprsku tím, že současný konec budeme považovat za začátek a současný začátek za konec, bude světelný paprsek sledovat stejnou cestu.
Tvorba úhlu dopadu a úhlu lomu
Rozdíl mezi dopadajícím a lomeným paprskem závisí na skutečnosti, zda světelný paprsek přichází do rozhraní nebo z rozhraní odchází. Představte si světelný paprsek jako proud fotonů. Proud částic zasáhl rozhraní a svíral s normálem určitý úhel, poté klesal do druhého média, které v podstatě svíralo s normálem jiný úhel.
Úhel dopadu lze měnit ručně, protože je nezávislý na médiu. Úhel lomu je však definován indexem lomu média. Čím větší je rozdíl mezi indexy lomu, tím větší je rozdíl mezi úhly.
Umístění úhlu dopadu a úhlu lomu vzhledem k rozhraní
Pokud světelný paprsek přechází z média 1 do média 2, leží úhel dopadu v médiu 1 a úhel lomu leží v médiu 2 a naopak pro záměnu médií.
Oba úhly jsou vytvořeny s normálem na rozhraní médií. V závislosti na relativním indexu lomu může lomený světelný paprsek svírat úhel větší nebo menší než úhel dopadajícího světelného paprsku.
Hodnoty úhlu dopadu a úhlu lomu
Lomí se od vzácnějšího k hustšímu médiu
Jako úhel dopadu lze přiřadit libovolnou hodnotu v rozmezí 0 až 90 stupňů, ale lomený paprsek nemůže mít žádnou hodnotu, pokud světelný paprsek pochází ze vzácnějšího média. Pro celý rozsah úhlu dopadu dosahuje úhel lomu maximální hodnotu, která je přesně stejná jako kritický úhel popsaný dále.
Lomí se z hustšího na vzácnější médium
Výše uvedené neplatí pro situaci, kdy světelný paprsek pochází z hustšího média. Když postupně zvětšujeme úhel dopadu, uvidíme, že úhel lomu se také rychle zvětšuje, dokud není dosaženo určité hodnoty úhlu dopadu. V tomto kritickém úhlu (c) dopadajícího paprsku paprsek lomeného světla dosáhne své maximální hodnoty, 90 stupňů (lomený paprsek prochází rozhraním) a na okamžik zmizí. Pokusíme-li se úhel dopadu dále zvětšit, uvidíme náhlý výskyt odraženého paprsku v hustším médiu, který podle zákonů odrazu vytvoří stejný úhel. Úhel dopadu v tomto bodě se nazývá kritický úhel a již nebude existovat lom světla.
Souhrnně lze vidět, že i když jsou tyto jevy kategorizovány odlišně, jsou jen výsledkem reverzibility světla.
Klíčový rozdíl
Klíčovým rozdílem mezi úhlem dopadu a úhlem lomu je pořadí těchto dvou úhlů, které na mediálním rozhraní vytváří vlna.
Obrázek s laskavým svolením: „Snells law2“od Olega Alexandrova - právě jsem vylepšil originál - Otočená a vylepšená verze en: Obrázek: Snells law.svg, stejná licence. (Public Domain) prostřednictvím Commons „RefractionReflextion“od Josell7 - vlastní práce. (CC BY-SA 3.0) přes Commons
