Kulcskülönbség – Beesési szög vs törésszög
A beesési szög és a törésszög közötti kulcsfontosságú különbség a két szög egymás utáni sorrendje, amelyet a média interfészen egy hullám hoz létre.
A fénytörés a hullámok tulajdonsága. Egy hullámnak különböző sebessége lehet a különböző közegeknél. A sebesség változása a közeg határán hullámtörést okoz. Ez a cikk az egyszerűség kedvéért különösen a fénysugarakra összpontosít.
A beesési szög és a törésszög meghatározása
A beesési szög a határfelület normálértéke és a beeső sugár közötti szög.
A törésszög a határfelület normálértéke és a megtört sugár közötti szög. A szögek bármilyen mértékegységgel mérhetők, de itt a fokokat használjuk. Először vessünk egy pillantást a fénytörés törvényeire.
- A beeső sugár, a megtört sugár és a határfelület normálértéke egy síkban van.
- A beesési szög(i) és a határfelületen lévő törésszög(r) szinusza állandó relációban marad. Ezt az állandót a második közeg törésmutatójának nevezzük az első közeghez viszonyítva.
Tartsa szem előtt a fény reverzibilitásának tulajdonságát. Ha egyszerűen megfordítjuk a fénysugár irányát úgy, hogy a jelenlegi végét tekintjük kezdetnek és a jelen kezdetét a végnek, akkor a fénysugár ugyanazt az utat fogja követni.
A beesési szög és a törésszög kialakulása
A beeső és a megtört sugár közötti különbség attól függ, hogy a fénysugár az interfészre érkezik-e vagy elhagyja azt. Képzeljen el egy fénysugarat fotonfolyamként. A részecskék áramlása eléri a határfelületet, és egy bizonyos szöget zár be a normállal, majd a másik közegbe süllyed, és lényegében más szöget zár be a normállal.
A beesési szög manuálisan változtatható, mivel független a közegtől. De a törésszöget a közeg törésmutatói határozzák meg. Minél nagyobb a különbség a törésmutatók között, annál nagyobb a különbség a szögek között.
A beesési szög és a törésszög helye a felülethez képest
Ha egy fénysugár a közeg1-ről a közepesre 2, a beesési szög a közegben1, a törésszög pedig a közegben2, és fordítva a közegek cseréje esetén.
Mindkét szög a normál szöggel van kialakítva a közegek határfelületén. A relatív törésmutatótól függően a megtört fénysugár nagyobb vagy kisebb szöget zárhat be, mint a beeső fénysugár.
A beesési szög és a törésszög értékei
Fénytörés ritkábbról sűrűbbre
Bármilyen 0 és 90 fok közötti érték hozzárendelhető beesési szögként, de a megtört sugár nem vehet fel semmilyen értéket, ha a fénysugár ritkább közegből származik. A beesési szög teljes tartományában a törésszög eléri a maximális értéket, amely pontosan megegyezik a következőkben leírt kritikus szöggel.
Fénytörés sűrűbbről ritkábbra
A fentiek nem érvényesek olyan helyzetekre, amikor a fénysugár sűrűbb közegből származik. Ha fokozatosan növeljük a beesési szöget, látni fogjuk, hogy a törésszög is gyorsan növekszik, amíg el nem érjük a beesési szög egy bizonyos értékét. A beeső sugárnak ennél a kritikus szögénél (c) a megtört fénysugár eléri maximális értékét, 90 fokot (a megtört sugár végigmegy a határfelületen), és egy pillanatra eltűnik. Ha megpróbáljuk tovább növelni a beesési szöget, akkor ott egy visszavert sugár hirtelen megjelenését látjuk a sűrűbb közegben, amely a visszaverődés törvényei szerint ugyanazt a szöget zárja be. A beesési szöget ezen a ponton kritikus szögnek nevezzük, és nem lesz többé törés.
Összefoglalva elmondható, hogy bár eltérő kategóriákba soroljuk, mindkét jelenség csak a fény visszafordíthatóságának eredménye.
A legfontosabb különbség
A beesési szög és a törésszög közötti kulcsfontosságú különbség a két szög egymás utáni sorrendje, amelyet a média interfészen egy hullám hoz létre.
Kép jóvoltából: „Snells law2”, Oleg Alekszandrov – Most módosítottam az eredetit – Az en:Image:Snells law.svg elforgatott és módosított változata, ugyanaz a licenc. (Public Domain) a Commonson keresztül „RefractionReflextion” Josell7 – Saját munka. (CC BY-SA 3.0) a Commonson keresztül
