Vliv vlnové délky na lom:

by

V tomto článku budeme diskutovat o vlivu vlnové délky na refrakci, jak ovlivňuje lom vlnění vlnovou délkou s podrobnými fakty.

Vlnová délka určuje rychlost šíření vlny v médiu. V závislosti na rychlosti vlny a indexu lomu média se v médiu ohýbá a láme.

Ovlivňuje vlnová délka lom?

Vlnová délka šířící se vlny přímo souvisí s rychlostí světla nebo částice pohybující se ve vlně.

Dopadající vlna na médium s indexem lomu 'n1„cestující rychlostí „v“ a vlnovou délkou λ se bude lámat podle změn vlnové délky při šíření v prostředí s indexem lomu „n“2".

Index lomu prostředí souvisí s rychlostí světla rovnicí

n=c/v

Kde n je index lomu prostředí

C je rychlost světla, c=3*108m / s

A v je rychlost světla při lomu

Zvyšuje-li se vlnová délka svazku částic, snižuje se frekvence a tím i energie částic. Je zřejmé, že vlnová délka světla při lomu se nemění, to znamená, že vlnová délka světla před a po lomu stejného světla je stejná.

Ale rychlost šíření vlny závisí na vlnové délce světla. Vztah mezi rychlostí a vlnovou délkou světla je formulován jako

f=v/λ

Kde f je frekvence světla

V je rychlost a

λ je vlnová délka světla

Energie částice je přímo úměrná frekvenci kmitající částice a je dána rovnicí,

E=hf

Kde 'h' je Planckova konstanta, h=6.626*10-34Js

Čím delší je vlnová délka, tím menší bude energie spojená s částicí, a tedy i rychlost částice bude menší. Částice pohybující se s menší vlnovou délkou bude mít vyšší energii příslušející částici, a proto bude cestovat vyšší rychlostí.

Přečtěte si více o Vliv lomu na vlnovou délku: Jak, proč, podrobná fakta.

Příklad: Foton o energii 0.58 MeV dopadá na prostředí s indexem lomu 1.33. Najděte vlnovou délku dopadajících fotonů.

Zadáno: n = 1.33

E = 0.58 MeV = 0.58 x 106* * 1.6 10-19= 0.93 * 10-13Joules

h = 6.626 x 10-34 Js

Energie fotonu se rovná

E=hf

Frekvence fotonu je tedy

f=E/h

= 0.93 * 10-13/ 6.626 x 10-34

= 0.14 * 1021

= 140 * 1018

= 140 Hz

Frekvence fotonu je 140 Hz.

Index lomu prostředí je poměr změny rychlosti světla.

n=c/v

Proto je rychlost světla

v=c/n

= 3 * 108/ 1.33

= 2.25 * 108m / s

Rychlost fotonu je 2.25*108m / s

Proto je vlnová délka fotonu

v=fλ

A=v/f

= 2.25 * 108/ 140 x 1018

= 0.0161 * 10-10

= 1.61 * 10-12= 1.61:XNUMX hod

Vlnová délka fotonu v prostředí s indexem lomu 1.33 je tedy 1.16 pm.

Přečtěte si více o Vliv lomu na frekvenci: Jak, proč ne, podrobná fakta.

Jak vlnová délka ovlivňuje refrakci?

Šíření vlny v jakémkoli prostředí je definováno délkou vlny, jejím časovým obdobím a frekvencí částice ve vlně.

Ačkoli se vlnová délka při lomu výrazně nemění, rychlost částice závisí na vlnové délce. Pokud je vlnová délka větší, rychlost bude menší; a rychlost získaná částicí je vysoká, pokud je vlnová délka velmi menší.

Pokud dopadá světlo o větší vlnové délce, pak lomené paprsky částic budou mít menší energii, a proto se rychlost světla sníží a lomí se pod menšími úhly.

vliv vlnové délky na refrakci
Lom světla

Pokud dopadá paprsek částice o menší vlnové délce, pak bude mít částice vyšší energii, a proto při lomu bude mít paprsek částice dostatečnou rychlost, aby se pohyboval určitou rychlostí a lámal se pod většími úhly.

Přečtěte si více o Typy lomu: Srovnávací analýza.

Jak vlnová délka ovlivňuje úhel lomu?

Vlnová délka světla ovlivňuje rychlost a frekvence vlny.

Pokud je vlnová délka větší, pak bude rychlost světla menší a světlo se bude odrážet pod menším úhlem; a pokud je vlnová délka malá, světlo se bude odrážet pod větším úhlem.

Uvažujme světlo dopadající z prostředí 1 o indexu lomu 'n1' na povrchu předmětu s indexem lomu 'n2'. Index lomu je poměr změny rychlosti světla při šíření z prostředí 1 do prostředí 2.

n12=v2/v1

Kde n12 je poměr indexu lomu prostředí 1 k prostředí 2,

v1 je rychlost světla ve střední 1

v2 je rychlost světla ve střední 2

Rychlost světla souvisí s vlnovou délkou podle vztahu

v=fλ

V A konstantní frekvence světla, pokud λ1 a λ2 jsou vlnové délky světla putujícího z média 1 do média 2, potom index lomu média souvisí s vlnovou délkou jako,

n2/n1= λ2/ λ1

Podle Snellova zákona

n1hřích θi =n2 Hřích θr

n1/n2= hřích θi/sin θr

Proto, pokud jde o výše uvedenou rovnici,

λ2/ λ1 = hřích θi/sin θr

hřích θr= λ2λ1/sin θi

θr= Hřích-1 λ2λ1/sin θi

Úhel lomu závisí na změnách vlnové délky světla a úhlu dopadu paprsku podle výše uvedené rovnice.

Přečtěte si více o Lom světla.

Často kladené otázky

Jaký je úhel lomu, dopadá-li světelný paprsek o vlnové délce 450nm na médium o indexu lomu 1.33 pod úhlem 45 stupňů?

Zadáno: n1=1

n2= 1.33

λ1 = 450 nm

Víme, že,

n1/n2= λ2/ λ1

1/1.33 = λ2/ 450 nm

λ2= 450 nm/1.33

λ2= 338.34 nm

Vlnová délka světla v médiu se tedy sníží na 338.34.

Úhel lomu světla je

θr= Hřích-1 λ2λ1/sin θi

θr= Hřích-1 338.34*450/sin 45

θr= Hřích-1 338.34*450/ (1/√2)

θr=Sin (-1)/ (0.53)

θr= 35.56

Světlo se láme v úhlu 35.56 stupňů.

Jak se mění rychlost vlny při lomu?

Jak světlo vstupuje do hustšího prostředí, rychlost vlny klesá.

Frekvence světla klesá při vstupu do hustších prostředí, a proto se energie snižuje snížením rychlosti světla.

Závisí úhel lomu na rychlosti světla?

Pokud je vlnová délka částice malá, pak má částice vysokou rychlost.

Čím větší je rychlost vlny, tím se světlo ohýbá pod větším úhlem lomu.

Také čtení:

     

Zanechat komentář