Klíčový rozdíl – úhel dopadu vs. úhel lomu
Klíčový rozdíl mezi úhlem dopadu a úhlem lomu je v sekvenčním pořadí dvou úhlů vytvořených na rozhraní média vlnou.
Lom je vlastnost vln. Vlna může mít různé rychlosti pro různá média. Změna rychlosti na hranici média způsobí lom vlny. Tento článek je z důvodu jednoduchosti zaměřen zejména na světelné paprsky.
Definice úhlu dopadu a úhlu lomu
Úhel dopadu je úhel mezi normálou na rozhraní a dopadajícím paprskem.
Úhel lomu je definován jako úhel mezi normálou na rozhraní a lomeným paprskem. Úhly lze měřit libovolnou jednotkou, ale zde se používají stupně. Nejprve se podívejme na zákony lomu.
- Dopadající paprsek, lomený paprsek a normála na rozhraní leží ve stejné rovině.
- Sinus úhlu dopadu(i) k úhlu lomu(r) na rozhraní zůstává v konstantním vztahu. Tato konstanta se nazývá index lomu druhého prostředí vzhledem k prvnímu prostředí.
Mějte na paměti vlastnost vratnosti světla. Pokud jednoduše obrátíme směr světelného paprsku tím, že současný konec považujeme za začátek a současný začátek za konec, bude světelný paprsek sledovat stejnou dráhu.
Utváření úhlu dopadu a úhlu lomu
Rozdíl mezi dopadajícím a lomeným paprskem závisí na skutečnosti, zda světelný paprsek přichází na rozhraní nebo rozhraní opouští. Představte si světelný paprsek jako proud fotonů. Proud částic naráží na rozhraní tak, že svírá s normálou určitý úhel, pak se ponoří do druhého média v podstatě pod jiným úhlem s normálou.
Úhel dopadu lze ručně měnit, protože je nezávislý na médiu. Ale úhel lomu je definován indexy lomu média. Čím větší rozdíl mezi indexy lomu, tím větší rozdíl mezi úhly.
Umístění úhlu dopadu a úhlu lomu vzhledem k rozhraní
Pokud světelný paprsek přechází z média1 do média2, úhel dopadu leží v médiu1 a úhel lomu leží v médiu2 a naopak pro záměnu prostředí.
Oba úhly jsou vytvořeny s normálou na rozhraní médií. V závislosti na relativním indexu lomu může lomený světelný paprsek svírat úhel větší nebo menší než úhel dopadajícího světelného paprsku.
Hodnoty úhlu dopadu a úhlu lomu
Lom od vzácnějšího k hustšímu médiu
Jakoukoli hodnotu mezi 0 a 90 stupni lze přiřadit jako úhel dopadu, ale lomený paprsek nemůže mít žádnou hodnotu, pokud světelný paprsek pochází ze vzácnějšího média. Pro celý rozsah úhlu dopadu dosáhne úhel lomu maximální hodnoty, která je přesně stejná jako kritický úhel popsaný dále.
Lom od hustšího k vzácnějšímu médiu
Výše uvedené neplatí pro situaci, kdy světelný paprsek pochází z hustšího média. Když budeme postupně zvětšovat úhel dopadu, uvidíme, že úhel lomu také rychle narůstá, dokud není dosaženo určité hodnoty úhlu dopadu. V tomto kritickém úhlu (c) dopadajícího paprsku dosáhne lomený světelný paprsek své maximální hodnoty, 90 stupňů (lomený paprsek jde podél rozhraní) a na okamžik zmizí. Pokusíme-li se úhel dopadu dále zvětšit, uvidíme náhlý výskyt odraženého paprsku v hustším prostředí, který svírá stejný úhel podle zákonů odrazu. Úhel dopadu v tomto bodě se nazývá kritický úhel a již nebude docházet k lomu.
Jako shrnutí lze vidět, i když jsou oba tyto jevy rozděleny do různých kategorií, jsou pouze výsledkem vratnosti světla.
Hlavní rozdíl
Klíčový rozdíl mezi úhlem dopadu a úhlem lomu je v sekvenčním pořadí dvou úhlů vytvořených na rozhraní média vlnou.
S laskavým svolením k obrázku: „Snells law2“od Olega Alexandrova – Právě jsem upravil originál – Otočená a upravená verze en:Image:Snells law.svg, stejná licence. (Public Domain) prostřednictvím Commons „RefractionReflextion“od Josell7 – vlastní práce. (CC BY-SA 3.0) přes Commons
