Embe ya boriti ya mwonekano

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 17:56

Leo tutafichua ni nini angle ya mwonekano wa wimbi la sumakuumeme (kinachojulikana kama mwanga) na jinsi sheria zake zinavyoundwa.

Jicho, ngozi, ubongo

Mwanadamu ana hisi kuu tano. Wanasayansi wa matibabu hufautisha hadi hisia kumi na moja tofauti (kwa mfano, hisia ya shinikizo au maumivu). Lakini watu hupata habari zao nyingi kupitia macho yao. Hadi asilimia tisini ya ukweli unaopatikana ambao ubongo wa binadamu unafahamu kama mitetemo ya sumakuumeme. Kwa hivyo watu wengi huelewa uzuri na urembo kwa macho. Pembe ya mwonekano wa mwangaza ina jukumu muhimu katika hili.

Jangwa, ziwa, mvua

Ulimwengu unaozunguka umejaa mwanga wa jua. Hewa na maji hufanya msingi wa kile watu wanapenda. Bila shaka, kuna uzuri mkali kwa mandhari ya jangwa kame, lakini watu wengi wanapendelea unyevu.

Mwanadamu kila mara amekuwa akivutiwa na vijito vya milimani na mito laini ya nyanda za chini, maziwa tulivu na mawimbi ya bahari yanayopita kila mara, maporomoko ya maji na ndoto baridi ya barafu. Zaidi ya mara moja kila mtu ameona uzuri wa mchezo wa mwanga kwenye umande kwenye nyasi, kumeta kwa theluji kwenye matawi, weupe wa milky wa ukungu na uzuri wa giza wa mawingu ya chini. Na athari hizi zote zinaundwashukrani kwa pembe ya mkiano wa boriti ndani ya maji.

Jicho, mizani ya sumakuumeme, upinde wa mvua

Nuru ni mabadiliko ya sehemu ya sumakuumeme. Urefu wa wimbi na mzunguko wake huamua aina ya photon. Mzunguko wa mtetemo huamua ikiwa itakuwa wimbi la redio, miale ya infrared, wigo wa rangi fulani inayoonekana kwa mtu, mionzi ya ultraviolet, X-ray au gamma. Wanadamu wanaweza kutambua kwa macho mitetemo ya sumakuumeme yenye urefu wa mawimbi kuanzia 780 (nyekundu) hadi nanomita 380 (zambarau). Kwa kiwango cha mawimbi yote yanayowezekana, sehemu hii inachukua eneo ndogo sana. Hiyo ni, watu hawawezi kutambua wigo mwingi wa sumakuumeme. Na uzuri wote unaopatikana kwa mwanadamu unaundwa na tofauti kati ya angle ya tukio na angle ya refraction kwenye mpaka kati ya vyombo vya habari.

Utupu, Jua, sayari

Photoni hutolewa na Jua kutokana na mmenyuko wa thermonuclear. Mchanganyiko wa atomi za hidrojeni na kuzaliwa kwa heliamu hufuatana na kutolewa kwa idadi kubwa ya chembe mbalimbali, ikiwa ni pamoja na quanta nyepesi. Katika utupu, mawimbi ya sumakuumeme huenea kwa mstari wa moja kwa moja na kwa kasi ya juu iwezekanavyo. Inapoingia kwenye angahewa yenye uwazi na mnene zaidi, kama vile angahewa la dunia, mwanga hubadilisha kasi yake ya uenezi. Matokeo yake, inabadilisha mwelekeo wa uenezi. Kiasi gani huamua faharasa ya refractive. Pembe ya mkiano hukokotolewa kwa kutumia fomula ya Snell.

Sheria ya Snell

Mwanahisabati Mholanzi Willebrord Snell alifanya kazi maisha yake yote kwa kutumia pembe na umbali. Alielewa jinsi ya kupima umbali kati ya miji, jinsi ya kupata aliyopewauhakika angani. Si ajabu alipata mchoro katika pembe za mwonekano wa mwanga.

Mfumo wa sheria unaonekana kama hii:

₁dhambi θ₁ =n₂dhambi θ_2.

Katika usemi huu, wahusika wana maana ifuatayo:

₁ na n_{2 ni fahirisi za refractive za moja ya kati (ambayo boriti hutoka) na ya kati 2 (inaingia humo.);}

θ₁ na θ_{2 ni pembe ya matukio na mnyunyuko wa mwanga, mtawalia.}

Maelezo ya sheria

Ni muhimu kutoa baadhi ya maelezo kwa fomula hii. Angles θ inamaanisha idadi ya digrii ambazo ziko kati ya mwelekeo wa uenezi wa boriti na kawaida kwa uso kwenye hatua ya kuwasiliana na mwanga wa mwanga. Kwa nini kawaida hutumiwa katika kesi hii? Kwa sababu kwa kweli hakuna nyuso za gorofa kabisa. Na kupata kawaida kwa Curve yoyote ni rahisi sana. Kwa kuongeza, ikiwa pembe kati ya mpaka wa vyombo vya habari na boriti ya tukio x inajulikana katika tatizo, basi pembe inayohitajika θ ni (90º-x) tu.

Mara nyingi, mwanga huingia kutoka kwenye hewa adimu zaidi hadi kwenye wastani (maji) mnene. Kadiri atomi za kati zinavyokaribiana, ndivyo boriti inavyorudishwa kwa nguvu. Kwa hiyo, denser kati, zaidi angle ya refraction. Lakini pia hutokea kwa njia nyingine kote: mwanga huanguka kutoka kwa maji ndani ya hewa au kutoka hewa ndani ya utupu. Katika hali kama hizi, hali inaweza kutokea ambayo n₁dhambi θ₁>n_{2. Hiyo ni, boriti nzima itaonyeshwa nyuma kwa kati ya kwanza. Jambo hili linaitwa jumla ya ndanikutafakari. Pembe ambayo hali zilizoelezewa hapo juu hutokea inaitwa pembe ya kikomo ya kinzani.}

Ni nini huamua faharasa ya refractive?

Thamani hii inategemea tu sifa za dutu hii. Kwa mfano, kuna fuwele ambazo ni muhimu kwa pembe gani boriti inaingia. Anisotropy ya mali inadhihirishwa katika birefringence. Kuna vyombo vya habari ambavyo polarization ya mionzi inayoingia ni muhimu. Ni lazima pia ikumbukwe kwamba angle ya refraction inategemea urefu wa wimbi la mionzi ya tukio. Ni kwa tofauti hii kwamba majaribio ya mgawanyiko wa mwanga mweupe ndani ya upinde wa mvua na prism ni msingi. Ikumbukwe kwamba joto la kati pia huathiri index ya refractive ya mionzi. Kadiri atomi za fuwele zitetemeke, ndivyo muundo wake na uwezo wa kubadilisha mwelekeo wa uenezaji wa mwanga unavyoharibika.

Mifano ya thamani ya faharasa ya refractive

Tunapeana maadili tofauti kwa mazingira yanayofahamika:

Chumvi (fomula ya kemikali NaCl) kama madini huitwa "halite". Faharasa yake ya kuangazia ni 1.544.
Pembe ya mwonekano wa glasi inakokotolewa kutoka faharasa yake ya refriactive. Kulingana na aina ya nyenzo, thamani hii inatofautiana kati ya 1.487 na 2.186.
Diamond ni maarufu kwa uchezaji wa mwanga ndani yake. Vito vinazingatia ndege zake zote wakati wa kukata. Faharasa ya kuakisi ya almasi ni 2.417.

Maji yaliyotakaswa kutokana na uchafu yana kiashiria cha refractive cha 1.333. H_{2O ni kiyeyusho kizuri sana. Kwa hiyo, hakuna maji safi ya kemikali katika asili. Kila kisima, kila mto una sifana muundo wake. Kwa hiyo, index ya refractive pia inabadilika. Lakini ili kutatua matatizo rahisi ya shule, unaweza kuchukua thamani hii.}

Jupiter, Zohali, Callisto

Mpaka sasa, tumekuwa tukizungumza kuhusu uzuri wa ulimwengu wa kidunia. Hali inayoitwa hali ya kawaida inamaanisha hali ya joto na shinikizo maalum. Lakini kuna sayari nyingine katika mfumo wa jua. Kuna mandhari tofauti kabisa.

Kwenye Jupita, kwa mfano, unaweza kuona ukungu wa argon katika mawingu ya methane na masasisho ya heliamu. Picha za X-ray pia ni za kawaida huko.

Kwenye Zohali, ukungu wa ethane hufunika angahewa ya hidrojeni. Kwenye tabaka za chini za sayari, mvua ya almasi hunyesha kutoka kwa mawingu ya joto sana ya methane.

Hata hivyo, mwezi wenye miamba ya Jupiter ulioganda Callisto una bahari ya ndani yenye hidrokaboni nyingi. Labda bakteria wanaotumia salfa huishi ndani ya kina chake.

Na katika kila moja ya mandhari haya, mchezo wa mwangaza kwenye nyuso, kingo, ukingo na mawingu tofauti huleta uzuri.