Taittuminen

Taittuminen on aallon suunnan muutos, joka johtuu aallon nopeuden muutoksesta. Esimerkkejä aalloista ovat ääni- ja valoaallot. Taittuminen havaitaan useimmiten, kun aalto siirtyy läpinäkyvästä väliaineesta toiseen läpinäkyvään väliaineeseen. Erilaisia väliaineita ovat esimerkiksi ilma ja vesi.

Kun aalto siirtyy läpinäkyvästä väliaineesta toiseen läpinäkyvään väliaineeseen, aalto muuttaa nopeuttaan ja suuntaansa. Esimerkiksi kun valoaalto kulkee ilmassa ja siirtyy sitten veteen, aalto hidastuu ja muuttaa suuntaa.

Kun valo kulkeutuu tiheämpään väliaineeseen, valonsäde "taipuu" kohti normaalia. Kun se palaa takaisin vähemmän tiheään väliaineeseen (jonka taitekerroin on pienempi), se taipuu takaisin samassa kulmassa kuin tullessaan (jos ulostulopinta on samansuuntainen kuin sisäänmenopinta).

Esimerkki taittumisen toiminnasta on oljen asettaminen vesikuppiin niin, että osa oljesta on vedessä. Kun katsotaan tietystä kulmasta, olki näyttää taipuvan veden pinnalla. Tämä johtuu väliaineen tiheyden muutoksesta ja siten valonsäteiden taipumisesta niiden siirtyessä ilmasta veteen.

Hyvä ja yksinkertainen tapa ymmärtää, miten valo toimii, on ajatella sitä kuin autoa. Kun auto osuu sorapintaan (tämä on väliaine) vinosti, siihen ensin osuva rengas hidastuu, jolloin auto kääntyy siihen suuntaan. Jos valo osuu oikealla puolella olevaan väliaineeseen, jonka taitekerroin on suurempi, se kaartaa oikealle. Taivutuksen määrä saadaan Snellin laista. Linssit toimivat taittumalla.

Kun valo taittuu prismassa, se jakautuu sateenkaaren väreihin, koska jotkin aallonpituudet taipuvat enemmän kuin toiset.

Optiikassa aineen taitekerroin tai taitekerroin n on dimensioton luku, joka kuvaa sitä, miten valo tai muu säteily kulkee kyseisen väliaineen läpi. Se määritellään seuraavasti

n = c v , {\displaystyle n={\frac {\mathrm {c} }{v}},} {\displaystyle n={\frac {\mathrm {c} }{v}},}

jossa c on valon nopeus tyhjiössä ja v on valon vaihenopeus väliaineessa. Snellin laki käyttää taitekertoimia taittumisen määrän laskemiseen.

Valonsäde taittuu muovikappaleessa.Zoom
Valonsäde taittuu muovikappaleessa.

Kun olki tarkastellaan tietyssä kulmassa, se näyttää taipuvan, koska valo taittuu, kun se liikkuu ilmassa.Zoom
Kun olki tarkastellaan tietyssä kulmassa, se näyttää taipuvan, koska valo taittuu, kun se liikkuu ilmassa.

Kaavio taittumisestaZoom
Kaavio taittumisesta

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä on taittuminen?


V: Taittuminen on aallon suunnan muutos, joka johtuu aallon nopeuden muutoksesta. Esimerkkejä aalloista ovat ääni- ja valoaallot. Taittuminen havaitaan useimmiten, kun aalto kulkee läpinäkyvästä väliaineesta toiseen läpinäkyvään väliaineeseen.

K: Miten taittuminen toimii?


V: Kun aalto kulkee läpinäkyvästä väliaineesta toiseen läpinäkyvään väliaineeseen, aallon nopeus ja suunta muuttuvat. Esimerkiksi kun valoaalto kulkee ilmassa ja siirtyy sitten veteen, aalto hidastuu ja muuttaa suuntaa. Tässä ominaisuudessa valon kulkiessa väliaineen läpi tapahtuu elektronien polarisaatio, joka puolestaan vähentää valon nopeutta ja muuttaa siten valon suuntaa. Kun valo kulkee väliaineeseen, joka on tiheämpi, valonsäde "taipuu" kohti normaalia. Kun se palaa takaisin vähemmän tiheään väliaineeseen (jonka taitekerroin on alhaisempi), se taipuu takaisin samassa kulmassa kuin tullessaan (jos pinta ulostulon kohdalla on samansuuntainen kuin sisäänmenon kohdalla).

Kysymys: Mitkä ovat esimerkkejä siitä, miten taittuminen toimii?


V: Esimerkki taittumisen toiminnasta on oljen asettaminen vesikuppiin niin, että osa oljesta on vedessä. Kun katsotaan tietystä kulmasta, olki näyttää taipuvan veden pinnalla, koska ilman ja veden tiheys muuttuu ja valonsäteet taipuvat, kun ne siirtyvät väliaineesta toiseen. Toinen esimerkki olisi taittumalla toimivat linssit; kun valo taittuu prismassa, se jakautuu väreihin, koska jotkin aallonpituudet taipuvat enemmän kuin toiset, koska väliaineiden väliset tiheyserot aiheuttavat erisuuruisen taivutuksen kullekin aallonpituudelle.

Kysymys: Mikä on optinen indeksi tai taitekerroin?


V: Optiikassa optinen indeksi tai taitekerroin n kuvaa, miten säteily, kuten valo, liikkuu kyseisen aineen tai materiaalin läpi. Se voidaan määritellä seuraavasti: n = c/v, jossa c edustaa nopeutta, jos valo on tyhjiössä, ja v edustaa vaihenopeutta, jos valo on kyseisessä materiaalissa tai aineessa.

Kysymys: Missä laissa käytetään optisia indeksejä ?


V: Snellin laki käyttää optisia indeksejä tai indeksejä iffrefaction määrän laskemiseen .

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3