Бодисын хугарлын илтгэгч юунаас хамаардаг вэ? Гэрлийн хугарлын хууль. Үнэмлэхүй ба харьцангуй хугарлын үзүүлэлтүүд. Нийт дотоод тусгал Шингэний томъёоны хугарлын илтгэгчийг хэрхэн олох вэ

Зарим бодисын хувьд цахилгаан соронзон долгионы давтамж бага давтамжаас оптик болон түүнээс дээш болж өөрчлөгдөхөд хугарлын илтгэгч нэлээд хүчтэй өөрчлөгддөг бөгөөд давтамжийн хуваарийн тодорхой хэсэгт бүр ч эрс өөрчлөгдөж болно. Өгөгдмөл нь ихэвчлэн оптик муж эсвэл контекстээр тодорхойлогддог муж юм.

Нэг орчны хугарлын илтгэгчийг хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгчтэй харьцуулсан харьцааг нэрлэнэ харьцангуй хугарлын илтгэгчэхний орчин хоёр дахь . Гүйлтийн хувьд:

Энд ба нь эхний болон хоёр дахь мэдээллийн хэрэгсэл дэх гэрлийн фазын хурдууд юм. Эхнийхтэй харьцуулахад хоёр дахь орчны харьцангуй хугарлын илтгэгч нь -тэй тэнцүү утгатай байх нь ойлгомжтой.

Энэ утга нь ceteris paribus нь ихэвчлэн цацраг нь нягт орчноос бага нягттай орчин руу шилжих үед нэгдмэл байдлаас бага, бага нягттай орчноос нягт орчин руу (жишээлбэл, хий эсвэл вакуумаас шингэн эсвэл хатуу хүртэл). Энэ дүрэмд үл хамаарах зүйлүүд байдаг тул хүрээлэн буй орчныг дуудах нь заншилтай байдаг оптикнөгөөгөөсөө их эсвэл бага нягт (орчуулагчийн тунгалаг байдлын хэмжүүр болох оптик нягтралтай андуурч болохгүй).

Агааргүй орон зайгаас зарим орчны гадаргуу дээр унасан цацраг нь өөр орчиноос унахаас илүү хүчтэй хугардаг; Агааргүй орон зайгаас орчинд туссан цацрагийн хугарлын илтгэгчийг түүний гэж нэрлэдэг үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчэсвэл зүгээр л тухайн орчны хугарлын илтгэгч, энэ нь хугарлын илтгэгч бөгөөд тодорхойлолтыг өгүүллийн эхэнд өгсөн болно. Хэвийн нөхцөлд аливаа хий, түүний дотор агаар хугарлын илтгэлцүүр нь шингэн эсвэл хатуу бодисын хугарлын илтгэлцүүрээс хамаагүй бага байдаг тул ойролцоогоор (болон харьцангуй сайн нарийвчлалтайгаар) үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийг агаартай харьцуулахад хугарлын илтгэгчээр дүгнэж болно.

Жишээ

Зарим мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын индексийг хүснэгтэд үзүүлэв.

Сөрөг хугарлын илтгэгчтэй материал

• долгионы фаз ба бүлгийн хурд нь өөр өөр чиглэлтэй;
• оптик систем ("супер линз") үүсгэх, тэдгээрийн тусламжтайгаар микроскопын нарийвчлалыг нэмэгдүүлэх, нано хэмжээний микро схемийг бий болгох, оптик мэдээллийн зөөгч дээрх бичлэгийн нягтыг нэмэгдүүлэх үед дифракцийн хязгаарыг даван туулах боломжтой.

бас үзнэ үү

• Хугарлын илтгэгчийг хэмжих усанд дүрэх арга.

Тэмдэглэл

Холбоосууд

• RefractiveIndex.INFO хугарлын илтгэгчийн мэдээллийн сан

Викимедиа сан. 2010 он.

• Белфорт
• Саксони-Анхальт

Бусад толь бичгүүдээс "Хугарлын индекс" гэж юу болохыг харна уу.

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС- вакуум дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа (үнэмлэхүй хугарлын индекс). 2 зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч нь интерфэйс дээр гэрэл тусах орчин дахь гэрлийн хурдыг хоёр дахь ... ... гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа юм. Том нэвтэрхий толь бичиг

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС Орчин үеийн нэвтэрхий толь бичиг

Хугарлын индекс- ХУГРАЛЫН ИНДЕКС, орчныг тодорхойлох утга ба вакуум дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү (үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч). Хугарлын илтгэгч n нь диэлектрик e ба соронзон нэвчилтээс хамаарна m ... ... Зурагт нэвтэрхий толь бичиг

ХУГАРЛЫН ИНДЕКС- (Хугарлын үзүүлэлтийг үзнэ үү). Физик нэвтэрхий толь бичиг. Москва: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор А.М.Прохоров. 1983... Физик нэвтэрхий толь бичиг

Хугарлын индекс- 1. Ирж буй долгионы хурдыг хугарсан долгионы хурдтай харьцуулсан харьцаа. 2. Хоёр хэвлэл мэдээллийн хэрэгслийн дууны хурдны харьцаа. [Үл эвдэх туршилтын систем.…… Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Хугарлын индекс- вакуум дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа (үнэмлэхүй хугарлын индекс). Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч нь интерфэйс рүү гэрэл тусах орчин дахь гэрлийн хурдыг ... ... дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа юм. нэвтэрхий толь бичиг

Хугарлын индекс- lūžio rodiklis statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. хугарлын индекс; хугарлын индекс; хугарлын илтгэгч vok. Brechungsindex, м; Brechungsverhältnis, n; Brechungszahl, f; Бречзаль, ф; Refraktionsindex, m rus. хугарлын илтгэгч, м; … Automatikos terminų žodynas

Хугарлын индекс- lūžio rodiklis statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiagos konstanta, apibūdinanti jos savybę laužti šviesos bangas. attikmenys: англи хэл. хугарлын индекс; хугарлын индекс; Хугарлын индекс eng. Хугарлын индекс; Хугарлын индекс; ... ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

Хугарлын индекс- lūžio rodiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Esant nesugeriančiai terpei, tai elektromagnetinės spinduliuotės sklidimo greičio vakuume ir tam tikro dažnio spinduliuės...

Хугарлын индекс- lūžio rodiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos parametras, apibūdinantis jos savybę laužti šviesos bangas. attikmenys: англи хэл. хугарлын индекс; хугарлын илтгэгч vok. Brechungsindex, m rus. индекс…… Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

Номууд

• Квант. Физик, математикийн шинжлэх ухааны алдартай сэтгүүл. No 07/2017 , Байхгүй. Хэрэв та математик, физикийг сонирхож, асуудал шийдвэрлэх дуртай бол шинжлэх ухааны алдартай физик, математикийн сэтгүүл KVANT таны найз, туслах болно. Энэ нь 1970 оноос хойш хэвлэгдсэн бөгөөд ... 50 рубль худалдаж аваарай цахим ном

Хугарлын хуулийг боловсруулахдаа § 81-д оруулсан хугарлын илтгэгчийн талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.

Хугарлын илтгэгч нь оптик шинж чанар, туяа унах орчин, нэвтрэн орох орчин зэргээс хамаарна. Вакуумаас гэрэл орчинд тусах үед олж авсан хугарлын илтгэгчийг энэ орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч гэнэ.

Цагаан будаа. 184. Хоёр орчны хугарлын харьцангуй илтгэгч:

Эхний орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгчийг хоёр дахь орчны - . Эхний болон хоёр дахь зөөвөрлөгчийн зааг дээрх хугарлыг харгалзан үзэхэд харьцангуй хугарлын илтгэгч гэж нэрлэгддэг эхний орчноос хоёрдугаарт шилжих үеийн хугарлын илтгэгч нь тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн харьцаатай тэнцүү байх ёстой. хоёр дахь болон эхний хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл:

(Зураг 184). Харин эсрэгээр, хоёр дахь орчноос эхний рүү шилжихэд бид харьцангуй хугарлын илтгэгчтэй байдаг

Хоёр зөөвөрлөгчийн харьцангуй хугарлын илтгэгч ба тэдгээрийн үнэмлэхүй хугарлын үзүүлэлтүүдийн хооронд тогтоосон холболтыг урвуу хугарлын хуулийн (§ 82) адилаар шинэ туршилтгүйгээр онолын хувьд гаргаж болно.

Өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчинг оптик нягтралтай гэж нэрлэдэг. Агаартай харьцуулахад янз бүрийн мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын илтгэгчийг ихэвчлэн хэмждэг. Агаарын үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь . Тиймээс аливаа орчны үнэмлэхүй хугарлын илтгэгч нь түүний агаартай харьцуулахад хугарлын илтгэгчтэй томьёогоор холбогддог.

Хүснэгт 6. Агаартай харьцуулахад янз бүрийн бодисын хугарлын илтгэгч

Хугарлын илтгэгч нь гэрлийн долгионы урт, өөрөөр хэлбэл түүний өнгөнөөс хамаарна. Янз бүрийн өнгө нь хугарлын янз бүрийн үзүүлэлттэй тохирдог. Дисперс гэж нэрлэгддэг энэ үзэгдэл нь оптикт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бид энэ үзэгдлийг дараагийн бүлгүүдэд дахин дахин авч үзэх болно. Хүснэгтэнд өгсөн өгөгдөл. 6, шар гэрлийг харна уу.

Тусгалын хуулийг хугарлын хуультай ижил хэлбэрээр албан ёсоор бичиж болно гэдэг нь сонирхолтой юм. Бид перпендикуляраас харгалзах туяа хүртэлх өнцгийг үргэлж хэмжихээр тохиролцсон гэдгийг санаарай. Тиймээс бид тусгалын өнцөг ба тусгалын өнцгийг эсрэг тэмдэгтэй байх ёстой, өөрөөр хэлбэл. тусгалын хуулийг гэж бичиж болно

(83.4)-ийг хугарлын хуультай харьцуулж үзвэл тусгалын хуулийг -ийн хугарлын хуулийн онцгой тохиолдол гэж үзэж болно. Тусгал ба хугарлын хуулиудын энэхүү албан ёсны ижил төстэй байдал нь практик асуудлыг шийдвэрлэхэд ихээхэн ач холбогдолтой юм.

Өмнөх танилцуулгад хугарлын илтгэгч нь түүгээр дамжин өнгөрөх гэрлийн эрчмээс үл хамааран орчны тогтмол гэсэн утгатай байв. Хугарлын илтгэгчийн ийм тайлбар нь нэлээд байгалийн зүйл боловч орчин үеийн лазер ашиглан цацрагийн өндөр эрч хүчийг олж авах боломжтой бол энэ нь үндэслэлгүй юм. Хүчтэй гэрлийн цацраг дамждаг орчны шинж чанар нь энэ тохиолдолд түүний эрчмээс хамаарна. Тэдний хэлснээр орчин нь шугаман бус болдог. Орчны шугаман бус байдал нь ялангуяа өндөр эрчимтэй гэрлийн долгион нь хугарлын илтгэгчийг өөрчилдөгт илэрдэг. Хугарлын илтгэгчийн цацрагийн эрчмээс хамаарах хамаарал нь хэлбэртэй байна

Энд ердийн хугарлын илтгэгч, a нь шугаман бус хугарлын илтгэгч, пропорциональ коэффициент юм. Энэ томьёоны нэмэлт нэр томъёо нь эерэг эсвэл сөрөг байж болно.

Хугарлын илтгэгчийн харьцангуй өөрчлөлт харьцангуй бага байна. At шугаман бус хугарлын илтгэгч. Гэсэн хэдий ч хугарлын индекс дэх ийм жижиг өөрчлөлтүүд ч мэдэгдэхүйц юм: тэдгээр нь гэрлийг өөртөө төвлөрүүлэх өвөрмөц үзэгдэлээр илэрдэг.

Эерэг шугаман бус хугарлын илтгэгчтэй орчинг авч үзье. Энэ тохиолдолд гэрлийн эрч хүч нэмэгдэж байгаа газрууд нь хугарлын илтгэгч нэмэгдсэн талбайнууд юм. Бодит лазерын цацрагийн хувьд цацрагийн хөндлөн огтлолын эрчмийн хуваарилалт нь ихэвчлэн жигд бус байдаг: тэнхлэгийн дагуу эрчим нь хамгийн их бөгөөд туяаны ирмэг рүү жигд буурдаг. 185 хатуу муруй. Үүнтэй төстэй тархалт нь лазер туяа тархдаг тэнхлэгийн дагуу шугаман бус орчинтой эсийн хөндлөн огтлолын хугарлын илтгэгчийн өөрчлөлтийг мөн тодорхойлдог. Эсийн тэнхлэгийн дагуу хамгийн их байдаг хугарлын илтгэгч нь түүний хана руу аажмаар буурдаг (185-р зураг дээрх тасархай муруй).

Лазераас тэнхлэгт параллель гарч ирж буй хувьсах хугарлын илтгэгчтэй орчинд унасан цацрагийн цацраг нь илүү их байх чиглэлд хазайдаг. Тиймээс OSP эсийн ойролцоо эрчимжилт ихсэх нь энэ бүсэд гэрлийн цацрагийн концентраци үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд үүнийг хөндлөн огтлол ба Зураг дээр схемийн дагуу үзүүлэв. 185, энэ нь цаашид нэмэгдэхэд хүргэдэг. Эцсийн эцэст шугаман бус орчинд дамжин өнгөрөх гэрлийн цацрагийн үр дүнтэй хөндлөн огтлол нь мэдэгдэхүйц буурдаг. Гэрэл нь хугарлын илтгэгч ихэссэн нарийн сувгаар дамжин өнгөрдөг. Тиймээс лазер туяа нарийсч, шугаман бус орчин нь хүчтэй цацрагийн нөлөөн дор нэгдэх линзний үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ үзэгдлийг өөртөө анхаарлаа төвлөрүүлэх гэж нэрлэдэг. Үүнийг жишээ нь шингэн нитробензолд ажиглаж болно.

Цагаан будаа. 185. Лазер туяаны хөндлөн огтлолоор кюветт орох хэсэгт (а), оролтын төгсгөлийн ойролцоо (), дунд хэсэгт (), кюветийн гаралтын төгсгөлд () цацрагийн эрчим ба хугарлын илтгэгчийн хуваарилалт.

Оптикийн асуудлыг шийдэхдээ шил, ус эсвэл өөр бодисын хугарлын илтгэгчийг мэдэх шаардлагатай байдаг. Түүнээс гадна өөр өөр нөхцөл байдалд энэ хэмжигдэхүүний үнэмлэхүй болон харьцангуй утгыг хоёуланг нь оруулж болно.

Хоёр төрлийн хугарлын илтгэгч

Нэгдүгээрт, энэ тоо юу харуулж байна вэ: энэ эсвэл тэр тунгалаг орчин нь гэрлийн тархалтын чиглэлийг хэрхэн өөрчилдөг. Түүнээс гадна цахилгаан соронзон долгион нь вакуумаас гарч ирдэг бөгөөд дараа нь шил эсвэл өөр бодисын хугарлын илтгэгчийг үнэмлэхүй гэж нэрлэнэ. Ихэнх тохиолдолд түүний утга нь 1-ээс 2-ын хооронд хэлбэлздэг. Зөвхөн маш ховор тохиолдолд хугарлын илтгэгч хоёроос их байдаг.

Хэрэв объектын өмнө вакуумаас илүү нягтрал байгаа бол харьцангуй үнэ цэнийн тухай ярьдаг. Мөн энэ нь хоёр үнэмлэхүй утгын харьцаагаар тооцогддог. Жишээлбэл, усны шилний харьцангуй хугарлын индекс нь шил ба усны үнэмлэхүй утгын коэффициенттэй тэнцүү байх болно.

Ямар ч тохиолдолд энэ нь Латин үсгээр "en" - n гэсэн тэмдэглэгдсэн байдаг. Энэ утгыг ижил нэртэй утгуудыг хооронд нь хуваах замаар олж авдаг тул энэ нь зүгээр л нэргүй коэффициент юм.

Хугарлын илтгэгчийг ямар томъёогоор тооцох вэ?

Хэрэв бид тусгалын өнцгийг "альфа" гэж аваад хугарлын өнцгийг "бета" гэж үзвэл хугарлын илтгэгчийн үнэмлэхүй утгын томъёо дараах байдалтай байна: n = sin α / sin β. Англи хэл дээрх уран зохиолд та өөр тэмдэглэгээг ихэвчлэн олж болно. Туслах өнцөг нь i, хугарлын өнцөг нь r байх үед.

Шил болон бусад тунгалаг орчинд гэрлийн хугарлын илтгэгчийг хэрхэн тооцоолох өөр нэг томъёо байдаг. Энэ нь вакуум дахь гэрлийн хурд болон түүнтэй холбоотой боловч аль хэдийн авч үзэж буй бодист байдаг.

Дараа нь дараах байдалтай байна: n = c/νλ. Энд c нь вакуум дахь гэрлийн хурд, ν нь тунгалаг орчин дахь хурд, λ нь долгионы урт юм.

Хугарлын индекс юунаас хамаардаг вэ?

Энэ нь авч үзэж буй орчинд гэрэл тархах хурдаар тодорхойлогддог. Энэ утгаараа агаар вакуумтай маш ойрхон байдаг тул гэрлийн долгион нь түүний дотор тархаж, анхны чиглэлээсээ бараг хазайдаггүй. Тиймээс, хэрэв шилэн агаар эсвэл бусад агаарын зэргэлдээх бодисын хугарлын илтгэгчийг тодорхойлсон бол сүүлийнхийг нөхцөлт вакуум гэж авна.

Бусад аливаа мэдээллийн хэрэгсэл нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг. Тэд өөр өөр нягтралтай, өөрийн гэсэн температур, уян хатан стресстэй байдаг. Энэ бүхэн нь бодисоор гэрлийн хугарлын үр дүнд нөлөөлдөг.

Гэрлийн шинж чанар нь долгионы тархалтын чиглэлийг өөрчлөхөд хамгийн бага үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Цагаан гэрэл нь улаанаас нил ягаан хүртэл олон өнгөнөөс бүрддэг. Спектрийн хэсэг бүр өөр өөрийн замаар хугардаг. Түүнээс гадна спектрийн улаан хэсгийн долгионы үзүүлэлтийн утга нь бусад хэсгээс үргэлж бага байх болно. Жишээлбэл, TF-1 шилний хугарлын илтгэгч нь спектрийн улаанаас ягаан хэсэг хүртэл 1.6421-1.67298 хооронд хэлбэлздэг.

Төрөл бүрийн бодисын утгын жишээ

Энд үнэмлэхүй утгуудын утгууд, өөрөөр хэлбэл цацраг нь вакуумаас (агаартай тэнцэх) өөр бодисоор дамжин өнгөрөх хугарлын индекс юм.

Бусад зөөвөрлөгчтэй харьцуулахад шилний хугарлын илтгэгчийг тодорхойлох шаардлагатай бол эдгээр тоонууд шаардлагатай болно.

Асуудлыг шийдвэрлэхэд өөр ямар хэмжигдэхүүнийг ашигладаг вэ?

Бүрэн тусгал. Энэ нь гэрэл нягтаас бага нягт руу шилжих үед үүсдэг. Энд тусгалын өнцгийн тодорхой утгын үед хугарал зөв өнцгөөр явагдана. Өөрөөр хэлбэл, цацраг нь хоёр мэдээллийн хэрэгслийн хилийн дагуу гулсдаг.

Нийт ойлтын хязгаарлах өнцөг нь нягт багатай орчинд гэрэл урсахгүй байх хамгийн бага утга юм. Үүнээс бага - хугарал, илүү их - гэрэл хөдөлж байсан ижил орчинд тусгал үүсдэг.

Даалгавар №1

Нөхцөл байдал. Шилний хугарлын илтгэгч 1.52 байна. Гадаргуугийн хоорондох интерфейсээс гэрэл бүрэн тусах хязгаарын өнцгийг тодорхойлох шаардлагатай: агаартай шил, агаартай ус, устай шил.

Хүснэгтэнд өгөгдсөн усны хугарлын индексийн өгөгдлийг ашиглах шаардлагатай. Энэ нь агаарын хувьд нэгдмэл байдалтай тэнцүү байна.

Гурван тохиолдлын шийдлийг дараахь томъёогоор тооцоолно.

sin α 0 / sin β = n 1 / n 2, энд n 2 нь гэрэл тархах орчинг, n 1 нь нэвтэрч буй орчныг илэрхийлнэ.

α 0 үсэг нь хязгаарлах өнцгийг илэрхийлнэ. β өнцгийн утга нь 90 градус байна. Энэ нь түүний синус нь эв нэгдэл байх болно.

Эхний тохиолдолд: sin α 0 = 1 / n шил, тэгвэл хязгаарлах өнцөг нь 1 / n шилний нумын өнцөгтэй тэнцүү байна. 1/1.52 = 0.6579. Өнцөг нь 41.14º.

Хоёр дахь тохиолдолд, арксиныг тодорхойлохдоо усны хугарлын илтгэгчийн утгыг орлуулах хэрэгтэй. Усны 1 / n хэсэг нь 1 / 1.33 \u003d 0 утгыг авна. 7519. Энэ бол 48.75º өнцгийн нумын хэмжээ юм.

Гурав дахь тохиолдол нь n ус ба n шилний харьцаагаар тодорхойлогддог. Арксиныг бутархайн хувьд тооцоолох шаардлагатай болно: 1.33 / 1.52, өөрөөр хэлбэл 0.875 тоо. Хязгаарлах өнцгийн утгыг нумын синусаар олно: 61.05º.

Хариулт: 41.14º, 48.75º, 61.05º.

Даалгавар №2

Нөхцөл байдал. Шилэн призмийг усаар дүүргэсэн саванд дүрнэ. Түүний хугарлын илтгэгч нь 1.5 байна. Призм нь тэгш өнцөгт гурвалжин дээр суурилдаг. Том хөл нь доод хэсэгт перпендикуляр, хоёр дахь нь параллель байрладаг. Призмийн дээд хэсэгт гэрлийн туяа ихэвчлэн тусдаг. Хэвтээ хөл ба гипотенузын хоорондох хамгийн бага өнцөг нь хөлөг онгоцны ёроолд перпендикуляр хөл рүү гэрэл хүрч, призмээс гарахын тулд ямар байх ёстой вэ?

Цацраг нь призмийг тайлбарласан байдлаар орхихын тулд дотоод нүүрэн дээр (призмын хэсэг дэх гурвалжны гипотенуз) хязгаарлагдмал өнцгөөр унах ёстой. Барилгын хувьд энэ хязгаарлах өнцөг нь тэгш өнцөгт гурвалжны шаардлагатай өнцөгтэй тэнцүү болж хувирдаг. Гэрлийн хугарлын хуулиас харахад хязгаарлах өнцгийн синусыг 90 градусын синусаар хуваасан нь хоёр хугарлын үзүүлэлт болох ус ба шилний харьцаатай тэнцүү байна.

Тооцоолол нь хязгаарлах өнцгийн хувьд ийм утгад хүргэдэг: 62º30´.

Хүснэгт 1. Кристалуудын хугарлын индекс.

Хугарлын индексдолгионы урт нь тодорхой спектрийн шугамтай тохирч байгаа спектрийн харагдах хэсгийн туяанд зориулж 18 ° C температурт зарим талстууд. Эдгээр мөрүүд хамаарах элементүүдийг зааж өгсөн болно; Эдгээр шугамын λ долгионы уртын ойролцоо утгыг мөн ангстромын нэгжээр зааж өгсөн болно.

Хүснэгт 2. Оптик шилний хугарлын индекс.

Долгионы урт нь ойролцоогоор тэнцүү C, D, F шугамууд: 0.6563 μ (μм), 0.5893 μ ба 0.4861 μ.

Хүснэгт 3. Спектрийн харагдах хэсэг дэх кварцын хугарлын индекс

Лавлах хүснэгт нь утгыг өгдөг Хугарлын индексэнгийн туяа ( n 0) ба ер бусын ( үгүй) ойролцоогоор 0.4-0.70 μ хүртэлх спектрийн мужид.

Хүснэгт 4. Шингэний хугарлын индекс.

Хүснэгтэнд хугарлын индексийн утгыг өгсөн болно n ойролцоогоор 0.5893 μ (шар натрийн шугам) долгионы урттай цацрагт зориулсан шингэн; хэмжилт хийсэн шингэний температур n, гэж заасан.

Хүснэгт 5. Элсэн чихрийн усан уусмалын хугарлын индекс.

Доорх хүснэгтэд утгуудыг өгсөн болно Хугарлын индекс n концентрациас хамааран элсэн чихрийн усан уусмал (20 ° C-д). -тай шийдэл ( -тай уусмал дахь элсэн чихрийн жингийн хувийг харуулав).

Хүснэгт 6. Усны хугарлын индекс

Хүснэгтэнд хугарлын индексийн утгыг өгсөн болно n ойролцоогоор 0.3-аас 1 μ хүртэлх долгионы урттай 20 ° C-ийн температурт ус.

Хүснэгт 7. Хийн хугарлын үзүүлэлтүүд хүснэгт

Хүснэгтэд долгионы урт нь ойролцоогоор 0.5893 μ-тэй тэнцүү D шугамын хэвийн нөхцөлд хийн хугарлын индекс n-ийн утгыг өгсөн болно.

Мэдээллийн эх сурвалж:Физик ба техникийн товч гарын авлага / 1-р боть, - М .: 1960.

USE кодлогчийн сэдвүүд: гэрлийн хугарлын хууль, нийт дотоод тусгал.

Хоёр тунгалаг мэдээллийн хэрэгслийн хоорондох интерфейс дээр гэрлийн тусгалын зэрэгцээ түүний тусгал ажиглагдаж байна. хугарал- гэрэл нь өөр орчинд шилжиж, түүний тархалтын чиглэлийг өөрчилдөг.

Гэрлийн туяа хугарах үед гэрлийн туяа үүсдэг ташууинтерфэйс дээр унах (хэдийгээр үргэлж биш ч гэсэн - нийт дотоод тусгалын талаар уншина уу). Хэрэв цацраг гадаргууд перпендикуляр унавал хугарал байхгүй - хоёр дахь орчинд цацраг чиглэлээ хадгалж, гадаргууд перпендикуляр явна.

Хугарлын хууль (тусгай тохиолдол).

Бид хэвлэл мэдээллийн нэг нь агаар байх тодорхой тохиолдлоос эхлэх болно. Энэ нөхцөл байдал ихэнх ажлуудад байдаг. Бид хугарлын хуулийн холбогдох тохиолдлыг ярилцаж, дараа нь түүний хамгийн ерөнхий томъёоллыг өгөх болно.

Агаараар дамжин өнгөрөх гэрлийн туяа шил, ус эсвэл бусад тунгалаг орчны гадаргуу дээр ташуу унадаг гэж бодъё. Дунд хэсэгт шилжих үед цацраг хугарч, цаашдын чиглэлийг Зураг дээр үзүүлэв. нэг .

Туслах цэг дээр перпендикуляр зурсан (эсвэл тэдний хэлснээр: хэвийн) орчны гадаргуу дээр. Цацрагыг өмнөх шигээ гэж нэрлэдэг ослын цацраг, мөн туссан туяа ба норм хоорондын өнцөг байна тусгалын өнцөг.Цацраг нь хугарсан туяа; хугарсан туяа ба гадаргуугийн норм хоорондын өнцгийг гэнэ хугарлын өнцөг.

Аливаа тунгалаг орчин нь хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог Хугарлын индексэнэ орчин. Төрөл бүрийн мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын индексийг хүснэгтээс олж болно. Жишээлбэл, шилэнд, усны хувьд. Ерөнхийдөө аливаа орчинд; Хугарлын илтгэгч нь зөвхөн вакуум дахь нэгдэлтэй тэнцүү байна. Тиймээс агаарт хангалттай нарийвчлалтай агаарыг асуудалтай гэж үзэж болно (оптикийн хувьд агаар нь вакуумаас тийм ч их ялгаатай биш).

Хугарлын хууль (шилжилтийн "агаарын дунд") .

1) Ирсэн туяа, хугарсан туяа, тусгалын цэг дээр зурсан гадаргуугийн нормаль нь нэг хавтгайд оршдог.
2) Туслах өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синустай харьцуулсан харьцаа нь орчны хугарлын илтгэгчтэй тэнцүү байна.

. (1)

(1) хамаарлаас , өөрөөр хэлбэл хугарлын өнцөг тусах өнцгөөс бага байна. Санаж байна уу: агаараас орчин руу шилжихэд хугарлын дараах цацраг хэвийн хэмжээнд ойртдог.

Хугарлын илтгэгч нь тухайн орчин дахь гэрлийн хурдаас шууд хамаардаг. Энэ хурд нь вакуум дахь гэрлийн хурдаас үргэлж бага байдаг: . Тэгээд энэ нь болж байна

. (2)

Яагаад ийм зүйл болж байгааг бид долгионы оптикийг судлахдаа ойлгох болно. Энэ хооронд томъёонуудыг нэгтгэж үзье. (1) ба (2):

. (3)

Агаарын хугарлын илтгэгч нь нэгдмэл байдалд маш ойрхон байдаг тул агаар дахь гэрлийн хурд нь вакуум дахь гэрлийн хурдтай ойролцоогоор тэнцүү байна гэж үзэж болно. Үүнийг харгалзан үзэж томъёог харна уу. (3) , бид дүгнэж байна: тусч буй өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь агаар дахь гэрлийн хурдыг орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

Гэрлийн цацрагийн урвуу байдал.

Одоо цацрагийн урвуу чиглэлийг авч үзье: орчиноос агаарт шилжих үед түүний хугарал. Дараах ашигтай зарчим энд бидэнд туслах болно.

Гэрлийн цацрагийн эргэлт буцах зарчим. Цацрагийн траектори нь цацраг урагш эсвэл хойшлох чиглэлд тархах эсэхээс хамаардаггүй. Эсрэг чиглэлд хөдөлж байгаа цацраг нь урагшлах чиглэлтэй яг ижил замыг дагах болно.

Урвуу байдлын зарчмын дагуу, орчноос агаарт шилжих үед цацраг нь агаараас орчин руу шилжих шилжилтийн нэгэн адил траекторийг дагах болно (Зураг 2) Зураг дээрх цорын ганц ялгаа. 2-р зурагнаас. 1 нь цацрагийн чиглэл эсрэгээр өөрчлөгдсөн байна.

Геометрийн зураг өөрчлөгдөөгүй тул (1) томъёо хэвээр байх болно: өнцгийн синусыг өнцгийн синустай харьцуулсан харьцаа нь орчны хугарлын илтгэгчтэй тэнцүү хэвээр байна. Үнэн, одоо өнцөг нь дүрээ өөрчилсөн: өнцөг нь тусах өнцөг болж, өнцөг нь хугарлын өнцөг болсон.

Ямар ч тохиолдолд цацраг хэрхэн явснаас үл хамааран - агаараас хүрээлэн буй орчин эсвэл хүрээлэн буй орчноос агаарт - дараах энгийн дүрэм ажилладаг. Бид хоёр өнцгийг авдаг - тусгалын өнцөг ба хугарлын өнцөг; том өнцгийн синусын жижиг өнцгийн синусын харьцаа нь орчны хугарлын илтгэгчтэй тэнцүү байна.

Одоо бид хугарлын хуулийг хамгийн ерөнхий тохиолдолд хэлэлцэхэд бүрэн бэлэн байна.

Хугарлын хууль (ерөнхий тохиолдол).

Гэрлийг хугарлын илтгэгч 1-ээс хугарлын илтгэгч 2-р орчин руу дамжуулна. Өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчинг нэрлэдэг оптик нягтралтай; үүний дагуу хугарлын бага илтгэгчтэй орчин гэж нэрлэдэг оптикийн хувьд бага нягт.

Оптик нягтрал багатай орчноос илүү нягтрал руу шилжихэд хугарлын дараа гэрлийн туяа хэвийн хэмжээнд ойртдог (Зураг 3). Энэ тохиолдолд тусах өнцөг хугарлын өнцөгөөс их байна: .

Цагаан будаа. 3.

Эсрэгээр, оптик нягтралаас бага нягт руу шилжих үед цацраг нь хэвийн хэмжээнээс илүү хазайдаг (Зураг 4). Энд тусах өнцөг нь хугарлын өнцгөөс бага байна.

Цагаан будаа. дөрөв.

Эдгээр хоёр тохиолдол хоёулаа нэг томьёогоор бүрхэгдсэн байдаг - хугарлын ерөнхий хууль нь дурын хоёр тунгалаг орчинд хүчинтэй байдаг.

Хугарлын хууль.
1) Тусгалын цэг дээр зурсан цацраг, хугарсан цацраг ба зөөвөрлөгч хоорондын интерфейсийн нормаль нь нэг хавтгайд байрладаг.
2) Туслах өнцгийн синусыг хугарлын өнцгийн синустай харьцуулсан харьцаа нь хоёр дахь орчны хугарлын илтгэгчийг эхний орчны хугарлын илтгэгчтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

. (4)

"Агаар-дунд" шилжилтийн хугарлын тухай өмнө нь томъёолсон хууль нь энэ хуулийн онцгой тохиолдол гэдгийг харахад хялбар байдаг. Үнэн хэрэгтээ (4) томъёонд бид (1) томъёонд хүрэх болно.

Хугарлын илтгэгч нь вакуум дахь гэрлийн хурдыг тухайн орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаа гэдгийг эргэн санацгаая: . Үүнийг (4) -д орлуулснаар бид дараахь зүйлийг авна.

. (5)

Томъёо (5) нь (3) томъёог байгалийн аргаар ерөнхийд нь илэрхийлдэг. Туслах өнцгийн синусын хугарлын өнцгийн синусын харьцаа нь эхний орчин дахь гэрлийн хурдыг хоёр дахь орчин дахь гэрлийн хурдтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

нийт дотоод тусгал.

Гэрлийн туяа нь оптик нягтралаас бага нягт руу шилжих үед сонирхолтой үзэгдэл ажиглагдаж байна - бүрэн дотоод тусгал. Энэ юу болохыг харцгаая.

Тодорхой байхын тулд бид гэрэл уснаас агаарт дамждаг гэж таамаглах болно. Усан сангийн гүнд бүх чиглэлд цацраг ялгаруулдаг гэрлийн цэгийн эх үүсвэр байдаг гэж үзье. Бид эдгээр цацрагуудын заримыг авч үзэх болно (Зураг 5).

Цацраг нь усны гадаргуу дээр хамгийн бага өнцгөөр унадаг. Энэ цацраг нь хэсэгчлэн хугарсан (цацраг) ба хэсэгчлэн ус руу буцаж тусдаг (цацраг). Тиймээс туссан цацрагийн энергийн нэг хэсэг нь хугарсан цацрагт, үлдсэн хэсэг нь туссан цацрагт шилждэг.

Цацрагийн тусгалын өнцөг илүү их байна. Энэ цацраг нь хугарсан ба туссан гэсэн хоёр цацрагт хуваагддаг. Гэхдээ анхны цацрагийн энерги нь тэдгээрийн хооронд өөр байдлаар хуваарилагддаг: хугарсан туяа нь цацрагаас арай бүдэг байх болно (өөрөөр хэлбэл энэ нь энергийн бага хувийг авах болно), туссан цацраг нь туяанаас илүү гэрэл гэгээтэй байх болно. цацраг (энэ нь эрчим хүчний илүү их хувийг авах болно).

Туслах өнцөг нэмэгдэхийн хэрээр ижил зүй тогтлыг ажиглаж болно: туссан цацрагийн энергийн өсөн нэмэгдэж буй хувь нь ойсон цацрагт, харин хугарсан туяанд улам бага хэмжээгээр ордог. Хугарсан туяа улам бүр бүдгэрч, хэзээ нэгэн цагт бүрмөсөн алга болно!

Энэ алга болох нь хугарлын өнцөгт тохирох тусгалын өнцөгт хүрэх үед тохиолддог. Энэ нөхцөлд хугарсан цацраг нь усны гадаргуутай зэрэгцэн явах ёстой, гэхдээ явах зүйл байхгүй - туссан цацрагийн бүх энерги бүхэлдээ ойсон цацраг руу очдог.

Цаашид тусах өнцөг нэмэгдэх тусам хугарсан туяа бүр байхгүй болно.

Тайлбарласан үзэгдэл нь нийт дотоод тусгал юм. Ус нь тодорхой утгатай тэнцүү буюу түүнээс их тусгалын өнцөг бүхий гаднах цацрагийг ялгаруулдаггүй - эдгээр бүх туяа бүхэлдээ ус руу буцаж тусдаг. Өнцөг гэж нэрлэдэг нийт тусгалын хязгаарлах өнцөг.

Хугарлын хуулиас утгыг олоход хялбар байдаг. Бидэнд байгаа:

Гэхдээ тиймээс

Усны хувьд нийт ойлтын хязгаарлах өнцөг нь дараахтай тэнцүү байна.

Та гэртээ бүрэн дотоод тусгалын үзэгдлийг хялбархан ажиглаж болно. Шилэн аяганд ус хийнэ, дээшээ дээшлүүлж, усны гадаргууг доороос нь шилний ханаар харна. Та гадаргуу дээр мөнгөлөг гялбааг харах болно - дотоод тусгалын улмаас энэ нь толин тусгал шиг ажилладаг.

Нийт дотоод тусгалын техникийн хамгийн чухал хэрэглээ бол шилэн кабель. Шилэн кабельд гэрлийн туяа ( гэрлийн хөтөч) тэнхлэгтэйгээ бараг зэрэгцээ, гадаргуу дээр том өнцгөөр унаж, эрчим хүчний алдагдалгүйгээр бүхэлд нь кабельд буцаж тусдаг. Дахин дахин тусгаснаар туяа улам бүр холдож, эрчим хүчийг нилээд зайнд дамжуулдаг. Шилэн кабелийн холболтыг жишээлбэл, кабелийн телевизийн сүлжээ, өндөр хурдны интернетэд ашигладаг.