Ključna razlika – kut upada naspram kuta loma
Ključna razlika između upadnog kuta i kuta loma je sekvencijalni redoslijed dvaju kutova, koji na sučelju medija stvara val.
Refrakcija je svojstvo valova. Val može imati različite brzine za različite medije. Promjena brzine na granici medija uzrokuje lom vala. Ovaj je članak posebno fokusiran na svjetlosne zrake, radi jednostavnosti.
Definicija kuta upada i kuta refrakcije
Upadni kut je kut između normale na sučelju i upadne zrake.
Kut loma je definiran kao kut između normale na granici i lomljene zrake. Kutovi se mogu mjeriti bilo kojom jedinicom, ali ovdje se koriste stupnjevi. Prvo bacimo pogled na zakone refrakcije.
- Upadajuća zraka, lomljena zraka i normala na granici leže u istoj ravnini.
- Sinus upadnog kuta (i) i kuta loma (r) na granici ostaje u stalnom odnosu. Ova se konstanta naziva indeks loma drugog medija u odnosu na prvi medij.
Imajte na umu svojstvo reverzibilnosti svjetlosti. Ako jednostavno preokrenemo smjer svjetlosne zrake uzimajući sadašnji kraj kao početak, a sadašnji početak kao kraj, svjetlosna zraka će slijediti istu putanju.
Formiranje kuta upada i kuta loma
Razlika između upadne i lomljene zrake ovisi o tome hoće li svjetlosna zraka doći do sučelja ili napustiti sučelje. Zamislite svjetlosnu zraku kao struju fotona. Tok čestica udara u sučelje čineći određeni kut s normalom, a zatim tone u drugi medij, u biti čineći drugačiji kut s normalom.
Upadni kut može se mijenjati ručno jer je neovisan o mediju. Ali kut loma definiran je indeksima loma medija. Što je razlika između indeksa loma, to je veća razlika između kutova.
Lokacija kuta upada i kuta loma u odnosu na sučelje
Ako svjetlosna zraka ide od medija1 do medija2, upadni kut leži u mediju1, a kut loma leži u mediju2 i obrnuto za izmjenu medija.
Oba kuta su napravljena s normalom na granici medija. Ovisno o relativnom indeksu loma, lomljena zraka svjetlosti može činiti kut veći ili manji od kuta upadne zrake svjetlosti.
Vrijednosti kuta upada i kuta refrakcije
Prelamanje od rjeđeg ka gušćem mediju
Bilo koja vrijednost između 0 do 90 stupnjeva može se dodijeliti kao upadni kut, ali lomljena zraka ne može imati nikakvu vrijednost ako svjetlosna zraka dolazi iz rjeđeg medija. Za cijeli raspon upadnog kuta, kut loma doseže maksimalnu vrijednost koja je potpuno ista kao kritični kut opisan u nastavku.
Prelamanje s gušćeg na rjeđi medij
Gore navedeno ne vrijedi za situaciju u kojoj svjetlosna zraka dolazi iz gušćeg medija. Kada postupno povećavamo upadni kut, vidjet ćemo da se kut loma također brzo povećava sve dok se ne postigne određena vrijednost upadnog kuta. Pri ovom kritičnom kutu (c) upadne zrake, lomljena zraka svjetlosti postiže svoju maksimalnu vrijednost, 90 stupnjeva (lomljena zraka ide duž sučelja) i nestaje na trenutak. Ako pokušamo dodatno povećati upadni kut, vidjet ćemo iznenadnu pojavu reflektirane zrake u gušćem mediju, koja prema zakonima refleksije čini isti kut. Upadni kut u ovoj točki naziva se kritičnim kutom i više neće biti loma.
Kao sažetak, moglo bi se vidjeti, iako različito kategorizirana, oba ova fenomena samo su rezultat reverzibilnosti svjetlosti.
Ključna razlika
Ključna razlika između upadnog kuta i kuta loma je sekvencijalni redoslijed dvaju kutova, koji na sučelju medija stvara val.
Slika uz dopuštenje: “Snells law2” Olega Alexandrova - upravo sam dotjerao original – Rotirana i dotjerana verzija en:Image:Snells law.svg, ista licenca. (Public Domain) putem Commonsa “RefractionReflextion” Josell7 – vlastiti rad. (CC BY-SA 3.0) putem Commons
