La optische breking Het is een fenomeen dat optreedt wanneer licht schuin op het scheidingsoppervlak van twee media valt, waardoor het licht van richting en snelheid verandert. Het wordt veel gebruikt in optica en natuurkunde, evenals in de astronomie.
Daarom gaan we in dit artikel alles vertellen wat je moet weten over optische refractie, de kenmerken ervan en het belang ervan.
Wat is optische breking
Optische breking verwijst naar de overdracht van lichtgolven van het ene materiaalmedium naar het andere tijdens het voortplantingsproces, waarna hun richting en snelheid onmiddellijk veranderen. Het is een proces dat verband houdt met de weerkaatsing van licht en zich tegelijkertijd kan manifesteren.
Licht kan reizen in materiële media zoals vacuüm, water, lucht, diamanten, glas, kwarts, glycerine en verschillende transparante of doorschijnende materialen. In elk medium reist licht met verschillende snelheden.
Licht wordt bijvoorbeeld gebroken wanneer het van lucht naar water reist, waarbij de hoek en snelheid van reizen veranderen. De volgende elementen nemen deel aan elk fenomeen van lichtbreking:
- invallende bliksem: de straal die het oppervlak tussen de twee media bereikt.
- gebroken straal: Een lichtstraal die wordt afgebogen wanneer een golf over een oppervlak gaat.
- Normaal: Denkbeeldige lijn loodrecht op het oppervlak, vastgesteld vanaf het punt waar twee stralen elkaar ontmoeten.
- Invalshoek: De hoek tussen de invallende straal en de normaal.
- brekingshoek: De hoek tussen de gebroken straal en de normaal.
Optisch brekingsverschijnsel
Wanneer licht valt op een oppervlak dat twee media scheidt, zoals lucht en water wordt een deel van het invallende licht gereflecteerd, terwijl een ander deel wordt gebroken en door het tweede medium gaat.
Hoewel het fenomeen breking in de eerste plaats van toepassing is op lichtgolven, zijn de concepten van toepassing op elke golf, inclusief geluid en elektromagnetische golven.
De door Huygens afgeleide wetten die de beweging van alle golven beheersen, zijn vervuld:
- De invallende, gereflecteerde en gebroken stralen liggen in hetzelfde vlak.
- De invalshoek en de reflectiehoek zijn gelijk., hierdoor de hoeken begrijpen die worden gevormd door respectievelijk de invallende straal en de gereflecteerde straal, loodrecht op het scheidingsoppervlak getekend op het punt van inval.
De snelheid van het licht hangt namelijk af van het medium waardoor het reist dus hoe dichter het materiaal, hoe langzamer de lichtsnelheid en vice versa. Dus wanneer licht van een minder dicht medium (lucht) naar een meer dicht medium (glas) reist, worden de lichtstralen bijna normaal gebroken, dus de brekingshoek zal kleiner zijn dan de invalshoek.
Evenzo, als een lichtstraal van een dichter medium naar een minder dicht medium gaat, zal wegbreken van de normaal, zodat de invalshoek kleiner is dan de brekingshoek.
belang
We hebben al vermeld dat optische breking een fysisch fenomeen is dat optreedt wanneer licht van het ene medium naar het andere gaat met verschillende dichtheden. Dit fenomeen is van groot belang in ons dagelijks leven en op verschillende gebieden van wetenschap en technologie.
Een van de meest voorkomende voorbeelden van optische breking is de vorming van regenbogen. Wanneer zonlicht door waterdruppels in de atmosfeer schijnt, wordt het licht gebroken en verspreid in verschillende golflengtes. Hierdoor ontstaat het kleurenspectrum dat we in de regenboog zien. Dit verschijnsel wordt ook toegepast in de lensoptica en bij de productie van optische instrumenten, zoals cameralenzen, microscopen en telescopen. U kunt meer leren over de regenboogkleuren en hoe ze ontstaan.
Bovendien heeft optische breking is fundamenteel bij de correctie van het menselijk zicht. Wanneer licht ons oog binnenkomt, wordt het door het hoornvlies en de lens gebroken en vormt het een beeld op het netvlies. Als het oog het licht niet goed breekt, kunnen er zichtproblemen ontstaan, zoals bijziendheid, verziendheid en astigmatisme. Contactlenzen corrigeren deze refractieproblemen en zorgen ervoor dat het licht op de juiste manier in het oog wordt gebroken. Om meer te weten te komen over de soorten lenzen, kunt u dit artikel raadplegen op microscopen en de relatie ervan met optica.
In de industrie wordt optische breking gebruikt bij de vervaardiging van transparante materialen en het meten van de concentratie van oplossingen. In de geneeskunde wordt optische breking gebruikt om de dichtheid en breking van biologische weefsels te meten, waardoor ziekten vroegtijdig kunnen worden opgespoord.
Zonder optische breking zouden beeldvorming, zichtcorrectie, de productie van lenzen en andere optische instrumenten, ziektedetectie en vele andere wetenschappelijke en technologische ontwikkelingen die onze kwaliteit van leven verbeteren niet mogelijk zijn.
Voorbeelden van optische breking
Enkele veelvoorkomende voorbeelden van optische breking zijn te vinden in de volgende verschijnselen:
- Theelepel in theekopje: Als we een theelepel in een kopje thee doen, kunnen we zien hoe het afbrokkelt. Het is het effect van breking van licht dat deze optische illusie produceert. Hetzelfde fenomeen doet zich voor wanneer we een potlood of een rietje in het water stoppen. Deze gebogen illusies ontstaan ​​door de breking van licht.
- Regenboog: Regenbogen worden veroorzaakt door de breking van licht wanneer het door kleine waterdruppeltjes in de atmosfeer gaat. Als licht dit gebied binnenkomt, breekt het af en creëert kleurrijke effecten.
- zon halo: Dit is een regenboogachtig fenomeen dat voorkomt in bepaalde delen van de wereld of onder zeer specifieke atmosferische omstandigheden. Dit ontstaat wanneer ijsdeeltjes zich ophopen in de troposfeer, licht breken en breken, waardoor het mogelijk wordt de gekleurde ringen rond lichtbronnen te onderscheiden.
- In een diamant wordt licht gebroken:Diamanten breken ook licht en splitsen het in meerdere kleuren, zoals te zien is in de kwaliteit van kwarts in de manier waarop het licht verspreidt.
- Brillen en vergrootglazen: De vergrootglazen en lenzen die we gebruiken zijn gebaseerd op het principe van lichtbreking, omdat ze het licht moeten opvangen en het beeld moeten vervormen zodat het met het blote oog kan worden geïnterpreteerd.
- zon in de zee:We kunnen zien hoe het zonlicht van hoek en snelheid verandert en zich verspreidt terwijl het over het oppervlak en de zee gaat, wat het belang van de atmosferische refractie.
- Licht door glas in lood: Lichtbreking vindt ook plaats door glas of kristal, dat licht filtert en verspreidt in de omgeving.
