Snells lov afhænger af loven af brydning, fordi det kan forudsige størrelsen af lysstrålens bøjning. Brydelsesloven er intet andet end bøjning af en lysstråle, når den bevæger sig mellem to forskellige medier som vand eller glas eller luft osv. (Fra et medium til en anden type medium). Denne lov giver forholdet mellem vinklen på indfaldende stråle (lys) og vinkel på transmitteret stråle (lys), når de grænseflader ved de to forskellige medier. Fænomenloven kan overholdes i alle typer materialer, især i fiberoptiske kabler. Willebrord Snells anerkendte brydningslov i 1621 og kaldte den senere som Snells lov. Det kan beregne lysets hastighed og brydningsindeks, når materialet eller lysstråle grænseflade på to forskellige medier gennem en grænselinje. Denne artikel beskriver det komplette Snells lov regneark.
Hvad er Snells lov?
Definition: Snells lov kaldes også brydningslov eller Snells Descartes. Det defineres som forholdet mellem sines og indfaldsvinklen, der er lig med det gensidige forhold mellem brydningsindekser eller fasehastigheder, når lysstrålen bevæger sig fra et medium til et andet medium. Det giver forholdet mellem indfaldsvinklen og brydningsvinklen, når lysstrålen bevæger sig mellem to isotrope medier. Også indfaldsvinklen stråle og brydningsvinklen er konstant.
Snells lovformel
Formlen for Snells lov er,
Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2
eller
Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1
eller
Sin i / sinus r = konstant = c
Her refererer konstant til brydningsindeks for to medier
Hvor α1 = indfaldsvinkel stråle
α2 = brydningsvinkel
V1 og V2 = fasehastigheder for to forskellige medier
n1 og n2 = brydningsindeks for to forskellige medier
Snells lovligning
Denne ligning giver forholdet mellem indfaldsvinklen og vinklen på smitte lig med brydningsindekset for hvert medium. Det er givet som,
Uden α1 / Uden α2 = n2 / n1
Her måler 'α1' indfaldsvinklen
'Α2' måler brydningsvinklen
'N1' måler brydningsindekset for det første medium
'N2' måler brydningsindekset for det andet medium.
Afledning
I bund og grund, Snells lovafledning er afledt af Fermats princip. Fermats princip er defineret som lyset bevæger sig på den korteste vej med en lille tid. Overvej den konstante lysstråle, der bevæger sig fra et medium til et andet medium via en given normal linje eller grænselinje som vist i figuren.
Konstant lysstråle af Snells lov
Når lysstrålen krydser grænselinjen, brydes den med en mindre eller større vinkel. Indfaldsvinkler og brydning måles i forhold til den normale linje.
I henhold til denne lov kan disse vinkler og brydningsindeks stammer fra følgende formel.
Uden α1 / Uden α2 = n2 / n1
Lysets hastighed afhænger af brydningsindekset for to medier
Uden α1 / Uden α2 = V1 / V2
Hvor 'α1' og 'α2' er vinklerne for indfald og brydning.
'N1' og 'n2' er brydningsindekserne for det første og andet medium
'V1' og 'V2' bestemmer lysstrålens hastighed eller hastighed.
Brydning
Snells brydningslov finder sted, når lysstrålens hastighed ændres, mens den går fra et medium til et andet medium. Denne lov kan også kaldes Snells lov om brydning. Det sker, når lysets hastighed varierer, mens du rejser gennem de to forskellige medier.
Rejs af lys i Snells lov
Overvej de to forskellige medier luft og vand. Når lyset bevæger sig fra det første medium (luft) til det andet (vand) medium, brydes lysstrålen mod eller væk fra grænsefladen (normal linje). Brydningsvinklen afhænger af det relative brydningsindeks for de to medier. Brydningsvinklen er høj, når lysstrålen forplantes væk fra det normale. Når det andet materiales brydningsindeks er højere end det første materiales brydningsindeks, udbreder den brydte stråle sig mod det normale, og brydningsvinklen er lille. Dette giver den samlede interne refleksion.
Det betyder, at når lysstråle bevæger sig fra lavere medium til højere medium, bøjer det sig mod det normale med hensyn til grænsefladen. Materialets brydningsindeks afhænger af bølgelængden. Hvis bølgelængden er høj, ville brydningsindekset være lavt. Brydningsindekset kan varieres fra et medium til et andet medium. For eksempel, vakuum = 1, luft = 1.00029, vand = 1,33, glas = 1,49, alkohol = 1,36, glycerin = 1,4729, diamant = 2,419.
Lysstrålens hastighed forplantes fra et medium til et andet medium og afhænger af det anvendte materiales brydningsindeks. Så brydningen af denne lov kan bestemme hastigheden på den brydede stråle fra grænsefladeoverfladen. Endelig observeres det, at snells lov om brydning kan anvendes på enhver form for materiale eller medium.
Eksempel
Snells loveksempler kan for det meste observeres i fiberoptiske kabler, i alle sager og materialer. Det bruges i optisk enheder som briller, kameraer, kontaktlinser og regnbuer.
Det vigtigste eksempel er refraktometerinstrumentet, som bruges til at beregne brydningsindekset for væsker.
Teorien om snells lov anvendes i telekommunikationssystemer og datatransmissionssystemer med højhastigheds-servere.
Snells lov regneark
Find indfaldsvinklen, hvis den brydede stråle er ved 14 grader, er brydningsindekset 1,2.
Brydningsvinkel sinus 1 = 14 grader
Brydningsindeks c = 1.2
Fra snellens lov,
Sin i / sin r = c
Sin i / sin 14 = 1
Sin i = 1,2 x sin 14
Sin i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Derfor er jeg = 16,7 grader.
Find brydningsindekset for mediet, hvis indfaldsvinklen er 25 grader, og brydningsvinklen er 32 grader
Givet synd i = 25 grader
Uden r = 32 grader
Konstant brydningsindeks = c =?
Fra Snells lov,
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Find brydningsvinklen, hvis indfaldsvinklen er 45 grader, brydningsindekset for den indfaldende stråle er 1,00 og brydningsindekset for den brydede stråle er 1,33
Givet synd α1 = 45 grader
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Uden α2 =?
Fra snellens lov,
n1 uden α1 = n2 uden α2
1 x sin (45 grader) = 1,33 x sin α2
0,707 = 1,33 x sin α2
Uden α2 = 0,53
α2 = 32,1 grader
Således handler det hele om en oversigt over snells lov - definition, formel, ligning, afledning, brydning og regneark. Her er et spørgsmål til dig, 'Hvad er fordele og ulemper ved Snells lov om brydning?'
