ضریب شکست

ضریب شکست یک پدیده رایج است که تقریباً هر روز مشاهده می شود.

یک پرتو نور وقتی از یک محیط به محیط دیگر می رود جهت خود را تغییر می دهد. این به دلیل تغییر در سرعت نور در هر محیط رخ می دهد. سرعت نور در خلاء [3 imes10^] متر بر ثانیه است و سرعت نور در هوا [2. 98 imes10^] متر بر ثانیه است.

ضریب شکست / ضریب شکست به عنوان نسبت سرعت نور در خلاء به سرعت نور در محیط تعریف می شود. مقدار ضریب شکست از محیطی به محیط دیگر متفاوت است. به عبارت دیگر، ضریب شکست اندازه گیری خمش پرتو نور در طول سفر از یک محیط به محیط دیگر است.

پدیده انکسار با دو جنبه سروکار دارد:

• سرعت نور در متوسط
• زاویه انکسار

محاسبه سرعت نور

برای محاسبه ضریب شکست، سرعت نور در دو محیط در نظر گرفته می شود. نماد "n" نشان دهنده ضریب شکست است.

سرعت نور در محیط اول - v₁

سرعت نور در 2nd Medium- v₂

اکنون، ضریب شکست (n) محیط دوم نسبت به محیط 1 برابر است:

n ₂₁= Speed of Light in 1st Medium/ Speed of Light in 2nd Media

اکنون، ضریب شکست (n) محیط 1 نسبت به محیط 2 برابر است:

n ₁₂=. سرعت نور در متوسط دوم/ سرعت نور در متوسط 1

ضریب شکست مطلق

همانطور که قبلا ذکر شد برای محاسبه ضریب شکست دو محیط مختلف در نظر گرفته می شود. اما هنگامی که یکی از دو محیط خلاء در نظر گرفته شود، ضریب شکست محیط دوم، در مورد محیط اول، به عنوان ضریب شکست مطلق شناخته می شود. نماد n نشان دهنده ضریب شکست مطلق است.

بنابراین، n = سرعت نور در خلاء / سرعت نور در محیط

سرعت نور در خلاء در مقایسه با سرعت نور در هوا سریعتر است.

سرعت نور در هوا را "c" فرض کنید و سرعت محیط داده شده "v" است. سپس ضریب شکست محیط داده شده به صورت زیر محاسبه می شود:

n = سرعت نور در هوا/ سرعت نور در محیط داده شده

به عنوان مثال، ضریب شکست آب 1. 33 است، به این معنی که سرعت نور در آب 1. 33 برابر کمتر از سرعت نور در خلاء است.

چگالی نوری

یک محیط نوری متراکم تر، محیطی است که مقدار ضریب شکست بالاتری دارد. این بدان معنی است که سرعت نور در محیط نوری متراکم تر در مقایسه با محیط نوری کمیاب تر است.

قانون اسنل - محاسبه زاویه شکست

ضریب انکسار همچنین تعیین می کند که نور هنگام حرکت IRT از یک رسانه به محیط دیگر ، مسیر خود را تغییر می دهد. قانون اسنل این زاویه انکسار را توضیح می دهد. قانون اسنل همچنین به عنوان "قانون انکسار" و قانون "Snell-descartes" شناخته می شود. ویلبورد اسنل قانون اسنل را در سال 1621 کشف کرد.

هنگامی که نور به سد بین دو رسانه برخورد می کند ، نور تا حدودی از بین می رود و تا حدی منعکس می شود. قانون اسنل رابطه بین زاویه بروز و زاویه انکسار را هنگام عبور از نور از یک محیط به محیط دیگر مانند هوا ، شیشه ، آب توضیح می دهد.

نسبت سینوس زاویه بروز و سینوس زاویه انکسار با نسبت سرعت فاز در دو رسانه مختلف یکسان است. علاوه بر این ، با نسبت شاخص های انکسار نیز یکسان است.

• هر θ از خط عمود بر مرز سطح محاسبه می شود (طبیعی)
• V - سرعت نور با توجه به هر رسانه
• N - ضریب شکست با توجه به هر رسانه

قانون اسنل در رسانه های ایزوتروپیک اعمال می شود (جایی که بیشتر مقادیر به طور کلی به جهت ها وابسته نیستند).

کاربردهای عملی قانون انکسار

1. ابزارهای نوری مانند عینک ، لنزها و سایر ابزارها.
2. لنزهای دوربین: مطلوب است بدانید که چقدر نور مسیر خود را از لنز دوربین تغییر می دهد. این به اصلاح موقعیت شی کمک می کند.
3. لنزهای تماسی: به عنوان یک لنز پوشیدنی ، لنزهای تماسی نیز باید با توجه به بینایی هر شخص کالیبره شوند.
4. مایعات: ابزارهای خاصی وجود دارد که برای محاسبه شکست در مایعات استفاده می شود. این در حالی که دو مایع در صنایع را مخلوط می کند و در حالی که انواع خاصی از آب نبات ها ایجاد می کند ، مفید است.