Nyckelskillnad - infallsvinkel mot brytningsvinkel
Nyckelskillnaden mellan infallsvinkeln och brytningsvinkeln är den sekventiella ordningen för de två vinklarna, gjorda i ett mediegränssnitt av en våg.
Brytning är en egenskap hos vågor. En våg kan ha olika hastigheter för olika medier. Hastighetsförändringen vid en medias gräns gör att en våg bryts. Denna artikel är särskilt fokuserad på ljusstrålar, för enkelhets skull.
Definition av infallsvinkel och brytningsvinkel
Infallsvinkel är vinkeln mellan det normala vid gränssnittet och infallande stråle.
Brytningsvinkel definieras som vinkeln mellan det normala vid gränssnittet och brytstrålen. Vinklar kan mätas av vilken enhet som helst, men här används grader. Låt oss först titta på brytningslagarna.
- Incident ray, refracted ray och normal vid gränssnittet ligger i samma plan.
- Sinus för infallsvinkeln (i) till brytningsvinkeln (r) vid gränsytan förblir i konstant relation. Denna konstant kallas brytningsindex för det andra mediet i förhållande till det första mediet.
Tänk på egenskapen hos ljusets reversibilitet. Om vi helt enkelt vänder ljusstrålens riktning genom att betrakta den nuvarande änden som starten och den nuvarande starten som slutet, kommer ljusstrålen att spåra samma väg.
Bildande av infallsvinkel och brytningsvinkel
Skillnaden mellan infallande och brytad stråle beror på om ljusstrålen kommer till gränssnittet eller lämnar gränssnittet. Föreställ dig en ljusstråle som en ström av fotoner. Strömmen av partiklar träffar gränssnittet och skapar en viss vinkel med det normala och sjunker sedan ner i det andra mediet och gör i princip en annan vinkel med det normala.
Infallsvinkeln kan varieras manuellt eftersom den är oberoende av mediet. Men brytningsvinkeln definieras av medias brytningsindex. Mer skillnaden mellan brytningsindex, mer skillnaden mellan vinklar.
Plats för infallsvinkel och brytningsvinkel relativt gränssnittet
Om en ljusstråle går från medium1 till medium2, ligger infallsvinkeln i mediet1 och brytningsvinkeln ligger i mediet2 och vice versa för utbyte av mediet.
Båda vinklarna är gjorda med det normala vid mediumgränssnittet. Beroende på det relativa brytningsindexet kan den bryta ljusstrålen göra en vinkel större än eller mindre än den för infallande ljusstråle.
Värden för infallsvinkel och brytningsvinkel
Bryter från ett sällsynt till tätare medium
Vilket värde som helst mellan 0 och 90 grader kan tilldelas som infallsvinkel, men den bryta strålen kan inte tas något värde om ljusstrålen kommer från det sällsynta mediet. För hela infallsvinkelns område når brytningsvinkeln ett maximivärde som är exakt samma som den kritiska vinkeln som beskrivs härnäst.
Bryter från ett tätare till sällsynt medium
Ovanstående gäller inte för en situation där ljusstrålen kommer från ett tätare medium. När vi ökar infallsvinkeln gradvis, kommer vi att se att brytningsvinkeln också ökar snabbt tills ett visst värde på infallsvinkeln uppnås. Vid denna kritiska vinkel (c) av den infallande strålen uppnår brytad ljusstråle sitt maximala värde, 90 grader (brytad stråle går längs gränssnittet) och försvinner ett ögonblick. Om vi försöker öka den infallande vinkeln ytterligare, där kommer vi att se ett plötsligt utseende av en reflekterad stråle i det tätare mediet, vilket gör samma vinkel enligt reflektionslagarna. Infallsvinkeln vid denna punkt kallas den kritiska vinkeln, och det kommer inte att finnas fler brytningar.
Som en sammanfattning kan man se, även om de kategoriseras annorlunda, är båda dessa fenomen bara ett resultat av ljusets reversibilitet.
Huvudskillnad
Nyckelskillnaden mellan infallsvinkeln och brytningsvinkeln är den sekventiella ordningen för de två vinklarna, gjorda i ett mediegränssnitt av en våg.
Bild med tillstånd: “Snells law2” av Oleg Alexandrov - Jag justerade just originalet - Roterad och tweaked version av sv: Bild: Snells law.svg, samma licens. (Public Domain) via Commons “RefractionReflextion” av Josell7 - Eget arbete. (CC BY-SA 3.0) via Commons
