Vliv lomu na vlnovou délku: Jak, proč, podrobná fakta

by

V tomto článku budeme diskutovat o vlivu lomu na vlnovou délku při šíření z jednoho prostředí do druhého s podrobnými fakty.

Frekvence vlny se nemění při lomu vlny, proto je vlnová délka vlny přímo úměrná její rychlosti. Vzhledem k tomu, že rychlost vlny se mění při průchodu z prostředí, vlnová délka se také posouvá.

Má refrakce vliv na vlnovou délku?

K lomu dochází, když paprsek světla prochází z média do jiného.

Rychlost vlny se zvyšuje při průchodu z vzácnějších prostředí a klesá v hustších prostředích, což určuje úhel lomu. Vlnová délka vlny je relativní k rychlosti a mění se paralelně.

Víme, že rychlost světla c=λf. Pro jakoukoli vlnu, šířící se ze dvou různých prostředí, je pohyb rychlostí „v“ přímo úměrný vlnové délce. frekvence vlny po refrakci zůstává stejná.

Rychlost vlny v prostředí je přímo závislá na indexu lomu prostředí, kterým prochází.

n1/n2 = v2/v1

v2/v1= λ2f/ λ1f

Protože frekvence zůstává konstantní i po lomu,

v2/v1= λ2/ λ1

Proto,

n1/n2= λ2/ λ1

Lom vlny závisí na vlnové délce a vlnová délka je nepřímo úměrná indexu lomu média.

Přečtěte si více o Typy lomu: Srovnávací analýza.

Jak refrakce ovlivňuje vlnovou délku?

Lom může zvýšit nebo snížit vlnovou délku světla nebo zvuku šířícího se v prostředí s vyšší hustotou než vzduch.

Když se vlna šíří v hustším prostředí, rychlost vlny se snižuje a tím i vlnová délka. Vlnová délka se zvyšuje, pokud se rychlost vlny zvyšuje při cestování v vzácnějším médiu.

Uvažujme vlnu šířící se z vzácnějšího média do hustšího média a zpět do vzácnějšího média, jak je znázorněno na obrázku níže.

vliv lomu na vlnovou délku
Změna vlnové délky při šíření ze dvou různých prostředí

Rychlost vlny v řidším prostředí je větší, a proto je vlnová délka vlny větší. Při přechodu do hustšího prostředí s mírně vyšším indexem lomu se rychlost vlny a vlnová délka snižuje. Při vstupu zpět do vzácnějšího média se vlnová délka a rychlost vlny zvyšují.

Přečtěte si více o Jaká je vlnová délka fotonu: Jak najít, několik postřehů a faktů.

Jak index lomu ovlivňuje vlnovou délku?

Čím je médium hustší, rychlost vlny se sníží a tím se zmenší i vlnová délka.

Index lomu je větší pro hustší médium než vzácnější, protože rychlost a úměrně vlnová délka vlny se při průchodu hustším prostředím snižuje.

Index lomu prostředí se udává jako rychlosti vlny šířící se ze dvou různých prostředí. Předpokládejme, že světlo putuje z média 1 do média 2, index lomu média je dán jako

n12=n1/n2= λ2/ λ1

Kde n1 je index lomu média 1

n2 je index lomu média 2

v1 je rychlost světla ve střední 1

v2 je rychlost světla ve střední 2

Rychlost vlny je rovna součinu vlnové délky a frekvence vlny.

v=λ f

Vezměme si příklad, abychom objasnili, jak závisí vlnová délka vlny na indexu lomu prostředí, kterým prochází.

Přečtěte si více o Index lomu.

Příklad: Uvažujme vlnu světla šířící se ze vzduchu do vody. Pokud je frekvence vlny rovna 6*1016 /sec. Vypočítejte změnu vlnové délky světla.

Zadáno: f=6 * 1016 / Sec

Index lomu vzduchu n1=1

Index lomu vody n2= 1.33

n=c/v

n=c/Af

A=c/nf

To ukazuje, že vlnová délka je nepřímo úměrná indexu lomu média.

Vlnová délka světla ve vzduchu byla

λ1=c/n1f

λ1=3* 108 / 1* 6 * 1016

λ1= 5 * 107= 500 * 10-9= 500 nm

Po lomu se vlnová délka světla ve vodě stává

λ2=c/n2f

λ2=3* 108/ 1.33* 6* 1016

λ2=3.75* 10-7= 375 * 10-9= 375 nm

To jasně ukazuje, že jak se index lomu média zvyšoval, vlnová délka světla se zmenšovala.

To znamená, že rychlost světla klesá v médiu s vyšším indexem lomu a zvyšuje se při přechodu z média s vyšším indexem lomu do nižšího indexu lomu.

Proč vlnová délka ovlivňuje refrakci?

Lom v podstatě závisí na hustotě média a teplotním a tlakovém gradientu média.

Jak se mění hustota média, liší se vlnová délka a mění se směr šíření vlny. Pokud se vlnová délka zvětší, úhel lomu bude větší.

Když vlna postupuje z hustšího do vzácnějšího média, rychlost světla a tím i vlnová délka se zvyšuje a úhel lomu vytvářený ohybem paprsku světla bude větší.

obrázek 99
Paprsek světla od hustšího po vzácnější médium

Zatímco se vlna šíří z řidšího do hustšího prostředí, vlnová délka se zmenší a úhel lomu vytvořený při ohybu paprsku světla bude menší.

obrázek 100
Paprsek světla od vzácnějšího po hustší médium

Přečtěte si více o Jak najít úhlové zrychlení z úhlové rychlosti: Problém a příklady.

Často kladené otázky

Proč je index lomu skla vyšší než index lomu vzduchu?

Index lomu je určen změnou rychlosti světla při průchodu daným prostředím.

Rychlost světla se ve skle snižuje ve větší míře ve srovnání s rychlostí světla ve vzduchu. Proto je index lomu skla více ve srovnání se vzduchem.

Jaký vliv bude mít na lom, pokud se frekvence vlny zvýší?

Projekt frekvence zůstává konstantní při lomu a je nepřímo korelován s vlnovou délkou.

Pokud se frekvence zvýší, rychlost vlny se sníží a vlna se odkloní směrem k normálu a vytvoří malý úhel lomu.

Kdy se paprsek světla po lomu rozptýlí?

Pokud bílé světlo prochází médiem a vystupuje pod stejným úhlem, k rozptylu světla nedochází.

Pokud všechny složky světla vycházejí z prostředí pod různými úhly, pak se tento jev nazývá disperze světla.

Proč se frekvence světla při šíření z prostředí s vyšší hustotou nemění?

Rychlost světla se při cestování z hustšího prostředí snižuje.

Frekvence určuje šíření světla v čase. Jak se rychlost snižuje, vlnová délka se také zkracuje, a tím i frekvence zbytky konstantní.

Také čtení:

     

Zanechat komentář