Hvad sker der med retning af elektromagnetiske bølger i medier?

nøglekoncepter

* Brydning: Bøjning af bølger, når de passerer fra et medium til et andet. Dette er den primære måde, retningen ændres på.

* brydningsindeks: Et mål for, hvor meget lys der bremser i et medium sammenlignet med dets hastighed i et vakuum. Et højere brydningsindeks betyder en langsommere hastighed og større bøjning.

* Snells lov: En matematisk formel, der beskriver forholdet mellem vinklerne for forekomst og brydning. Det hedder:N ₁ sinθ ₁ =n ₂ sinθ ₂ , hvor:

* n ₁ og n ₂ er brydningsindekserne for de to medier.

* θ ₁ er forekomstvinklen (vinkel mellem den indkommende bølge og den normale til overfladen).

* θ ₂ er brydningsvinklen (vinkel mellem den brydede bølge og den normale).

hvordan retning ændrer sig

1. Hastighedsændring: Når en elektromagnetisk bølge kommer ind i et medium, falder dens hastighed. Omfanget af dette fald afhænger af mediets brydningsindeks.

2. Bøjning: På grund af hastighedsændringen ændres bølgens retning. Denne bøjning forekommer ved grænsen mellem de to medier.

3. Snells lov i aktion: Snells lov hjælper os med at forudsige brydningsvinklen baseret på brydningsindekserne for medierne og forekomstens vinkel.

Vigtige overvejelser

* Normal forekomst: Hvis bølgen rammer grænsen i en 90-graders vinkel (normal forekomst), er der ingen ændring i retning. Bølgen bremser simpelthen ned.

* Total intern refleksion: Hvis forekomstens vinkel er større end en kritisk vinkel, reflekteres bølgen fuldstændigt tilbage i det originale medium. Dette sker, når lys bevæger sig fra et medium med et højere brydningsindeks til et medium med et lavere brydningsindeks.

Eksempel:

Overvej lys, der passerer fra luften (n ₁ ≈ 1) I vand (n ₂ ≈ 1,33).

* Lys i flyrejser med en hurtigere hastighed end i vand.

* Hvis lyset rammer vandoverfladen i en vinkel, vil den bøje sig mod det normale. Brydningsvinklen vil være mindre end forekomstens vinkel.

resume

I resumé ændres retningen af ​​elektromagnetiske bølger, når de går ind i et medium på grund af ændringen i hastighed forårsaget af mediets brydningsindeks. Denne bøjning er beskrevet af Snells lov og fører til fænomener som brydning og total intern refleksion.