Sleutelverskil – Invalshoek vs Brekingshoek
Die sleutelverskil tussen die invalshoek en brekingshoek is die opeenvolgende volgorde van die twee hoeke, gemaak by 'n media-koppelvlak deur 'n golf.
Refraksie is 'n eienskap van golwe. 'n Golf kan verskillende snelhede vir verskillende mediums hê. Die verandering van snelheid by 'n grens van 'n medium veroorsaak dat 'n golf breek. Hierdie artikel is veral gefokus op ligstrale, ter wille van eenvoud.
Definisie van invalshoek en brekingshoek
invalshoek is die hoek tussen die normaal by die koppelvlak en invallende straal.
Brekingshoek word gedefinieer as die hoek tussen die normaal by die raakvlak en gebreekte straal. Hoeke kan deur enige eenheid gemeet word, maar hier word grade gebruik. Kom ons kyk eers na wette van breking.
- Invalstraal, gebreekte straal en die normaal by die koppelvlak lê in dieselfde vlak.
- Sinus van die invalshoek(i) tot dié van die brekingshoek(r) by die raakvlak bly in konstante verhouding. Hierdie konstante word die brekingsindeks van die tweede medium relatief tot die eerste medium genoem.
Hou die eienskap van die omkeerbaarheid van lig in gedagte. As ons bloot die rigting van die ligstraal omkeer deur die huidige einde as die begin en die huidige begin as die einde te beskou, sal die ligstraal dieselfde pad volg.
Vorming van invalshoek en brekingshoek
Die verskil tussen invallende en gebreekte straal hang af van die feit of die ligstraal na die koppelvlak kom of die koppelvlak verlaat. Stel 'n ligstraal voor as 'n stroom fotone. Die stroom deeltjies tref die koppelvlak en maak 'n sekere hoek met die normaal, en sink dan in die ander medium en maak in wese 'n ander hoek met die normaal.
Die invalshoek kan met die hand verander word aangesien dit onafhanklik van die medium is. Maar die brekingshoek word gedefinieer deur die brekingsindekse van die media. Meer die verskil tussen brekingsindekse, meer die verskil tussen hoeke.
Ligging van invalshoek en brekingshoek relatief tot die koppelvlak
As 'n ligstraal van medium1 na medium2 gaan, lê die invalshoek in die medium1 en die brekingshoek in die medium2 en omgekeerd vir die verwisseling van die mediums.
Albei die hoeke word gemaak met die normaal by die koppelvlak van mediums. Afhangende van die relatiewe brekingsindeks, kan die gebreekte ligstraal 'n hoek groter of kleiner maak as dié van invallende ligstraal.
Waardes van invalshoek en brekingshoek
Bryking van 'n skaarser na digter medium
Enige waarde tussen 0 en 90 grade kan as die invalshoek toegeken word, maar die gebreekte straal kan geen waarde geneem word as die ligstraal van die skaarser medium kom nie. Vir die hele reeks van die invalshoek bereik die brekingshoek 'n maksimum waarde wat presies dieselfde is as die kritieke hoek wat hierna beskryf word.
Bryking van 'n digter na skaarser medium
Bogenoemde is nie geldig vir 'n situasie waar die ligstraal van 'n digter medium kom nie. Wanneer ons die invalshoek geleidelik vergroot, sal ons sien dat die brekingshoek ook vinnig toeneem totdat 'n sekere waarde van die invalshoek bereik word. By hierdie kritieke hoek (c) van die invallende straal, bereik gebreekte ligstraal sy maksimum waarde, 90 grade (gebreekte straal gaan langs die koppelvlak) en verdwyn vir 'n oomblik. As ons probeer om die invalshoek verder te vergroot, sal ons daar 'n skielike verskyning van 'n gereflekteerde straal in die digter medium sien, wat dieselfde hoek maak volgens die wette van refleksie. Die invalshoek op hierdie punt word die kritiese hoek genoem, en daar sal geen breking meer wees nie.
As 'n opsomming, kan 'n mens sien, alhoewel dit verskillend gekategoriseer is, beide hierdie verskynsels is net die gevolg van die omkeerbaarheid van lig.
Sleutelverskil
Die sleutelverskil tussen die invalshoek en brekingshoek is die opeenvolgende volgorde van die twee hoeke, gemaak by 'n media-koppelvlak deur 'n golf.
Beeld met vergunning: “Snells law2” deur Oleg Alexandrov - Ek het sopas die oorspronklike aangepas – Geroteerde en aangepas weergawe van en:Image:Snells law.svg, dieselfde lisensie. (Public Domain) via Commons “RefractionReflextion” deur Josell7 – Eie werk. (CC BY-SA 3.0) via Commons
