Snells Gesetz hängt davon ab das Gesetz der Brechung, weil es das Ausmaß der Biegung des Lichtstrahls vorhersagen kann. Das Gesetz der Brechung ist nichts anderes als das Biegen eines Lichtstrahls, wenn er sich zwischen zwei verschiedenen Medien wie Wasser oder Glas oder Luft usw. bewegt (von einem Medium zu einem anderen Medientyp). Dieses Gesetz gibt die Beziehung zwischen dem Winkel des einfallenden Strahls (Licht) und dem Winkel des durchgelassenen Strahls (Licht) an, wenn sie an den beiden verschiedenen Medien aneinander treten. Das Phänomengesetz kann bei allen Arten von Materialien beobachtet werden, insbesondere bei Glasfaserkabeln. Willebrord Snells anerkanntes Brechungsgesetz wurde 1621 anerkannt und später als Snells Gesetz bezeichnet. Es kann die Lichtgeschwindigkeit und den Brechungsindex berechnen, wenn das Material oder Lichtstrahl Schnittstelle an zwei verschiedenen Medien durch eine Grenzlinie. Dieser Artikel beschreibt das vollständige Arbeitsblatt zum Snell-Gesetz.
Was ist Snells Gesetz?
Definition: Snells Gesetz wird auch als Brechungsgesetz oder Snells Descartes bezeichnet. Es ist definiert als das Verhältnis der Sinuskurven des Einfallswinkels, das gleich dem reziproken Verhältnis der Brechungsindizes oder Phasengeschwindigkeiten ist, wenn der Lichtstrahl von einem Medium zu einem anderen Medientyp wandert. Es gibt die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und dem Brechungswinkel an, wenn sich der Lichtstrahl zwischen zwei isotropen Medien bewegt. Auch der Einfallswinkel des Strahls und der Brechungswinkel sind konstant.
Snells Gesetzesformel
Die Formel von Snells Gesetz lautet:
Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2
oder
Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1
oder
Sin i / Sinus r = Konstante = c
Hier bezieht sich die Konstante auf die Brechungsindizes zweier Medien
Wobei α1 = Einfallswinkelstrahl
α2 = Brechungswinkel
V1 und V2 = Phasengeschwindigkeiten zweier verschiedener Medien
n1 und n2 = Brechungsindizes zweier verschiedener Medien
Snell'sche Gesetzesgleichung
Diese Gleichung gibt die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel und dem Winkel von an Übertragung gleich dem Brechungsindex jedes Mediums. Es ist gegeben als,
Ohne α1 / Ohne α2 = n2 / n1
Hier misst „α1“ den Einfallswinkel
'Α2' misst den Brechungswinkel
'N1' misst den Brechungsindex des ersten Mediums
'N2' misst den Brechungsindex des zweiten Mediums.
Ableitung
Grundsätzlich, Snells Gesetzableitung leitet sich aus dem Fermat-Prinzip ab. Das Fermat-Prinzip ist definiert als das Licht, das sich mit kurzer Zeit auf dem kürzesten Weg bewegt. Betrachten Sie den konstanten Lichtstrahl, der über eine bestimmte Normal- oder Grenzlinie von einem Medium zu einem anderen Medium wandert, wie in der Abbildung gezeigt.
Konstantlichtstrahl des Snell'schen Gesetzes
Wenn der Lichtstrahl die Grenzlinie überschreitet, wird er mit einem kleineren oder größeren Winkel gebrochen. Die Einfallswinkel und Brechungswinkel werden in Bezug auf die Normallinie gemessen.
Nach diesem Gesetz können diese Winkel und Brechungsindizes aus der folgenden Formel abgeleitet werden.
Ohne α1 / Ohne α2 = n2 / n1
Die Lichtgeschwindigkeit hängt vom Brechungsindex zweier Medien ab
Ohne α1 / Ohne α2 = V1 / V2
Wobei 'α1' und 'α2' die Einfalls- und Brechungswinkel sind.
'N1' und 'n2' sind die Brechungsindizes des ersten und zweiten Mediums
'V1' und 'V2' bestimmen die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit des Lichtstrahls.
Brechung
Snells Brechungsgesetz findet statt, wenn sich die Geschwindigkeit des Lichtstrahls beim Übergang von einem Medium zu einem anderen Medium ändert. Dieses Gesetz kann auch als Snell'sches Brechungsgesetz bezeichnet werden. Es tritt auf, wenn die Lichtgeschwindigkeit variiert, während Sie durch die zwei verschiedenen Medien reisen.
Reisen des Lichts in Snells Gesetz
Betrachten Sie die zwei verschiedenen Medien Luft und Wasser. Wenn sich das Licht vom ersten Medium (Luft) zum zweiten (Wasser) Medium bewegt, wird der Lichtstrahl zur Grenzfläche hin oder von dieser weg gebrochen (normale Linie). Der Brechungswinkel hängt vom relativen Brechungsindex der beiden Medien ab. Der Brechungswinkel ist hoch, wenn sich der Lichtstrahl von der Normalen weg ausbreitet. Wenn der Brechungsindex des zweiten Materials höher als der Brechungsindex des ersten Materials ist, breitet sich der gebrochene Strahl zur Normalen aus und der Brechungswinkel ist klein. Dies ergibt die interne Totalreflexion.
Das heißt, wenn sich ein Lichtstrahl von einem niedrigeren Medium zu einem höheren Medium bewegt, biegt er sich in Bezug auf die Grenzfläche zur Normalen. Der Brechungsindex des Materials hängt von der Wellenlänge ab. Wenn die Wellenlänge hoch ist, wäre der Brechungsindex niedrig. Der Brechungsindex kann von einem Medium zu einem anderen Medium variiert werden. Zum Beispiel Vakuum = 1, Luft = 1.00029, Wasser = 1,33, Glas = 1,49, Alkohol = 1,36, Glycerin = 1,4729, Diamant = 2,419.
Die Geschwindigkeit des Lichtstrahls, der sich von einem Medium zu einem anderen Medium ausbreitet, ändert sich und hängt vom Brechungsindex des verwendeten Materials ab. Die Brechung dieses Gesetzes kann also die Geschwindigkeit des gebrochenen Strahls von der Grenzflächenoberfläche bestimmen. Schließlich wird beobachtet, dass das Brechungsgesetz von snell auf jede Art von Material oder Medium angewendet werden kann.
Beispiel
Die Gesetzesbeispiele von Snell lassen sich hauptsächlich in Glasfaserkabeln in allen Angelegenheiten und Materialien beobachten. Es wird in verwendet optisch Geräte wie Brillen, Kameras, Kontaktlinsen und Regenbogen.
Das wichtigste Beispiel ist das Refraktometer, mit dem der Brechungsindex von Flüssigkeiten berechnet wird.
Die Theorie des Snell'schen Gesetzes wird in Telekommunikationssystemen und Datenübertragungssystemen mit Hochgeschwindigkeitsservern verwendet.
Snells Gesetz Arbeitsblatt
Finden Sie den Einfallswinkel. Wenn der gebrochene Strahl 14 Grad beträgt, beträgt der Brechungsindex 1,2.
Brechungswinkel Sinus 1 = 14 Grad
Brechungsindex c = 1,2
Nach dem Snell-Gesetz
Sin i / sin r = c
Sin i / sin 14 = 1
Sin i = 1,2 x sin 14
Sin i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Daher ist i = 16,7 Grad.
Ermitteln Sie den Brechungsindex des Mediums, wenn der Einfallswinkel 25 Grad und der Brechungswinkel 32 Grad beträgt
Bei gegebener Sünde i = 25 Grad
Ohne r = 32 Grad
Konstanter Brechungsindex = c =?
Nach Snells Gesetz
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Finden Sie den Brechungswinkel, wenn der Einfallswinkel 45 Grad beträgt, der Brechungsindex des einfallenden Strahls 1,00 beträgt und der Brechungsindex des gebrochenen Strahls 1,33 beträgt
Bei sin α1 = 45 Grad
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Ohne α2 =?
Nach dem Snell-Gesetz
n1 ohne α1 = n2 ohne α2
1 x sin (45 Grad) = 1,33 x sin α2
0,707 = 1,33 x sin & agr; 2
Ohne α2 = 0,53
α2 = 32,1 Grad
Das ist also alles über einen Überblick über das Snell-Gesetz - Definition, Formel, Gleichung, Ableitung, Brechung und Arbeitsblatt. Hier ist eine Frage an Sie: 'Was sind die Vor- und Nachteile von Snells Brechungsgesetz?'
