Snells lag beror på lagen brytning eftersom den kan förutsäga ljusstrålens böjning. Brytningslagen är ingenting annat än böjning av en ljusstråle när den färdas mellan två olika medier som vatten eller glas eller luft etc (från ett medium till ett annat medium). Denna lag ger förhållandet mellan vinkeln för infallande stråle (ljus) och vinkel för sänd stråle (ljus) när de gränssnitt vid de två olika medierna. Fenomenlagen kan observeras i alla typer av material, särskilt i fiberoptiska kablar. Willebrord Snells erkända brytningslag 1621 och kallade den senare som Snells lag. Det kan beräkna ljusets hastighet och brytningsindex när materialet eller ljusstråle gränssnitt vid två olika medier genom en gränslinje. Den här artikeln beskriver hela Snells lagarbetsblad.
Vad är Snells lag?
Definition: Snells lag kallas också brytningslagen eller Snells Descartes. Det definieras som förhållandet mellan sines och infektionsvinkelns brytningsvinkel lika med det ömsesidiga förhållandet mellan brytningsindex eller fashastigheter när ljusstrålen rör sig från ett medium till en annan typ av medium. Det ger förhållandet mellan infallsvinkeln och brytningsvinkeln när ljusstrålen färdas mellan två isotropa medier. Infallsvinkeln och brytningsvinkeln är också konstant.
Snells lagformel
Formeln för Snells lag är,
Sin al / Sinus a2 = V1 / V2
eller
Sin al / Sinus a2 = n2 / n1
eller
Sin i / sinus r = konstant = c
Här hänvisar konstant till brytningsindex för två medier
Där α1 = infallsvinkel stråle
α2 = brytningsvinkel
V1 och V2 = fashastigheter för två olika medier
n1 och n2 = brytningsindex för två olika medier
Snell's Law Equation
Denna ekvation ger förhållandet mellan infallsvinkeln och överföring lika med brytningsindex för varje medium. Det ges som,
Utan α1 / Utan α2 = n2 / n1
Här mäter 'α1' infallsvinkeln
'Α2' mäter brytningsvinkeln
'N1' mäter brytningsindex för det första mediet
'N2' mäter brytningsindex för det andra mediet.
Härledning
I grund och botten, Snells lagledning härrör från Fermats princip. Fermats princip definieras som att ljuset färdas på den kortaste vägen med en liten tid. Tänk på att den konstanta ljusstrålen rör sig från ett medium till ett annat medium via en given normal linje eller gränslinje som visas i figuren.
Constant Light Ray of Snells Law
När ljusstrålen passerar gränslinjen bryts den med en mindre eller större vinkel. Infallets och brytningsvinklarna mäts med avseende på den normala linjen.
Enligt denna lag kan dessa vinklar och brytningsindex härledas från följande formel.
Utan α1 / Utan α2 = n2 / n1
Ljusets hastighet beror på brytningsindex för två medier
Utan α1 / Utan α2 = V1 / V2
Där 'α1' och 'α2' är vinklarna för incidens och brytning.
'N1' och 'n2' är brytningsindex för det första och andra mediet
'V1' och 'V2' bestämmer ljusstrålens hastighet eller hastighet.
Refraktion
Snells brytningslag sker när ljusstrålens hastighet ändras medan den passerar från ett medium till ett annat medium. Denna lag kan också kallas Snells brytningslag. Det inträffar när ljusets hastighet varierar när du reser genom de två olika medierna.
Resa av ljus i Snells lag
Tänk på de två olika medierna luft och vatten. När ljuset rör sig från det första mediet (luft) till det andra (vatten) mediet, bryts ljusstrålen mot eller bort från gränssnittet (normal linje). Brytningsvinkeln beror på det relativa brytningsindexet för de två medierna. Brytningsvinkeln är hög när ljusstrålen fortplantas bort från det normala. När brytningsindex för det andra materialet är högre än brytningsindex för det första materialet, fortplantas den bryta strålen mot det normala och brytningsvinkeln är liten. Detta ger total intern reflektion.
Det betyder att när ljusstrålen rör sig från lägre medium till högre medium, böjer den sig mot det normala med avseende på gränssnittet. Materialets brytningsindex beror på våglängden. Om våglängden är hög skulle brytningsindexet vara lågt. Brytningsindex kan varieras från ett medium till ett annat medium. Till exempel vakuum = 1, luft = 1.00029, vatten = 1,33, glas = 1,49, alkohol = 1,36, glycerin = 1,4729, diamant = 2,419.
Ljusstrålens hastighet sprids från ett medium till ett annat mediumförändringar och beror på brytningsindexet för det använda materialet. Så, brytningen av denna lag kan bestämma hastigheten för den bryta strålen från gränssnittsytan. Slutligen observeras att snells brytningslag kan tillämpas på alla typer av material eller medium.
Exempel
Snells lagsexempel kan mest observeras i fiberoptiska kablar, i alla frågor och material. Det används i optisk enheter som glasögon, kameror, kontaktlinser och regnbågar.
Det viktigaste exemplet är refraktometerinstrumentet, som används för att beräkna brytningsindex för vätskor.
Teorin om snells lag används i telekommunikationssystem och dataöverföringssystem med höghastighetsservrar.
Snells lagarbetsblad
Hitta infallsvinkeln, om den bryta strålen är 14 grader, är brytningsindex 1,2.
Brytningsvinkel sinus 1 = 14 grader
Brytningsindex c = 1.2
Från snells lag,
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
Därför är jag = 16,7 grader.
Hitta brytningsindex för mediet om infallsvinkeln är 25 grader och brytningsvinkeln är 32 grader
Med tanke på synd i = 25 grader
Utan r = 32 grader
Konstant brytningsindex = c =?
Från Snells lag,
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Hitta brytningsvinkeln om infallsvinkeln är 45 grader, brytningsindex för den infallande strålen är 1,00 och brytningsindex för den bryta strålen är 1,33
Med tanke på synd α1 = 45 grader
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Utan α2 =?
Från snells lag,
n1 utan α1 = n2 utan α2
1 x sin (45 grader) = 1,33 x sin α2
0,707 = 1,33 x sin a2
Utan α2 = 0,53
α2 = 32,1 grader
Således handlar det här om en översikt över snells lag - definition, formel, ekvation, härledning, brytning och kalkylblad. Här är en fråga till dig, 'Vilka är fördelarna och nackdelarna med Snells brytningslag?'
