Leĝo de Snell: Malsamoj inter versioj

[kontrolita revizio][kontrolita revizio]
Enhavo forigita Enhavo aldonita
Addbot (diskuto | kontribuoj)
e Roboto: Forigo de 30 interlingvaj ligiloj, kiuj nun disponeblas per Vikidatumoj (d:q208391)
Bildo kun difino de anguloj; optikaj mediumoj ---> optikaj medioj; indeksoj --> indicoj
Linio 1:
[[Dosiero:Fénytörés.jpg|thumbeta|200px220px|Refrakto]]
[[Dosiero:Refracción.svg|220px|eta|thumb|Refrakto de lumo ĉe la interfaco inter du medioj kun malsamaj refraktaj indicoj.]]
En [[optiko]], '''leĝo de [[Willebrord Snell|Snell]]''' aŭ '''leĝo de [[René Descartes|Descartes]]''' aŭ '''kartezia leĝo''' aŭ '''leĝo de Snell-Descartes''' aŭ '''leĝo de refrakto''' estas [[leĝo (scienca)|leĝo]], kiu priskribas la interrilaton inter la angulojklino de(incida [[angulo) dekaj klinola [[refrakto|klinorefrakta]] kaj [[refraktoangulo]], kiam la [[lumo]] aŭ alia [[ondo]] pasas tra rando inter du malsamaj [[izotropa]]j [[mediumotravideblo|optikaj (optiko)|mediumojmedioj]] (kiel ekzemple vakuo, aero, akvo, vitro).
 
La leĝo statas ke la rilatumo de la [[sinuso]]j de la anguloj de klino kaj de refraktorefrakta angulo estas konstanto, kiu dependas de la mediumojmedioj. La rilatumo de la sinusoj de la anguloj de egalas al la rilatumo de [[rapido]]j de la ondo en la du mediumojmedioj, aŭ ekvivalente al la kontraŭa rilatumorilato de la indeksoj[[refrakta indico|indicoj de refrakto]]:
En [[optiko]], '''leĝo de Snell''' aŭ '''leĝo de Descartes''' aŭ '''kartezia leĝo''' aŭ '''leĝo de Snell-Descartes''' aŭ '''leĝo de refrakto''' estas leĝo kiu priskribas la interrilaton inter la anguloj de [[angulo de klino|klino]] kaj [[refrakto]], kiam la lumo aŭ alia [[ondo]] pasas tra rando inter du malsamaj [[izotropa]]j [[mediumo (optiko)|mediumoj]] (kiel ekzemple vakuo, aero, akvo, vitro).
 
La leĝo statas ke la rilatumo de la [[sinuso]]j de la anguloj de klino kaj de refrakto estas konstanto kiu dependas de la mediumoj. La rilatumo de la sinusoj de la anguloj de egalas al la rilatumo de [[rapido]]j de la ondo en la du mediumoj, aŭ ekvivalente al la kontraŭa rilatumo de la indeksoj de refrakto:
 
: <math>\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{n_2}{n_1}</math>
 
kie ''v<sub>1</sub>'' kaj ''v<sub>2</sub>'' estas [[rapido]]j de la ondo en la du mediumojmedioj, SI-aj unuoj estas [[metro|m]]/[[sekundo|s]];
: ''n<sub>1</sub>'' kaj ''n<sub>2</sub>'' estas [[refrakta indico|refraktaj indicoj]], kiuj estas senmezurunuaj.
 
La indeksojindicoj de refrakto de la mediumoj estas uzataj por prezenti la faktorojn per kiuj [[lumrapido]] malpligrandiĝas kiam la lumo vojaĝas tra la refraktantajrefraktaj mediumojmedioj, kompare al lumrapido en vakuo.
 
Kiam lumo trapasas la randon inter mediumojmedioj, dependante de la relativaj refraktaj indeksojindicoj de la du mediumojmedioj, la lumo estas refraktata al la alia angulo. Ĉi tiuj anguloj estas mezurataj kun respekto al la normalo[[orto|ortanto]], kiu estas perpendikularo al la rando. Ĉe lumo vojaĝanta de aero en akvon, lumo estas refraktata al la normalaorta linio, ĉar la lumo estas malrapidigata en akvo; lumo vojaĝanta de akvo en aeron estas refraktata for de la normalaorta linio.
 
Refrakto inter du surfacoj estas ankaŭ nomata kiel reigebla ĉar se ĉiuj kondiĉoj estis identaj, la anguloj estas la samaj por lumo propaganta en la kontraŭa direkto.
 
La leĝo de Snell estas ĝenerale vera nur por [[izotropa]]j mediumojmedioj (kiel [[vitro]]). En [[neizotropa]]j mediumojmedioj kiel iu [[kristalo]]j aŭ mekanike malformigitaj solidoj, [[duobla refrakto]] povas fendi la refraktitan radion en du radiojn, la ordinaran aŭ ''o''-radion kiu sekvas leĝon de Snell, kaj la alian eksterordinaran aŭ ''e''-radion, kiu povas ne esti en ebeno de la incida radio kaj la normaloortanto. Tiam povas esti dependeco ankaŭ de [[polarizo]] de la lumo.
 
Kiam la lumo aŭ alia ondo koncernata estas de sola frekvenco, la leĝo de Snell povas ankaŭ esti esprimita per rilatumo de [[ondolongo]]j en la du mediumojmedioj, ''λ<sub>1</sub>'' kaj ''λ<sub>2</sub>'':
 
: <math>\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2}</math>
 
Kiam lumo trafas randon inter mediumojmedioj, ĝi havas ĝenerale eblecojn esti refraktita kaj [[reflekto|reflektita]]. La leĝo de Snell ne priskribas [[intenseco]]jn ([[heleco]]jn) de la refraktita kaj reflektita radioj.
 
La leĝo de Snell bone funkcias se ampleksoj de la mediumojmedioj estas multe pli grandaj ol la ondolongoj, kio estas la kondiĉo de taŭgeco de [[geometria optiko]].
 
== Tuteca ena reflekto kaj krita angulo ==
 
[[Dosiero:Refraction internal reflection diagram.svg|thumbeta|250px|rightdekstre|DemonstracioDemonstro de ne refrakto je incidaj anguloj pli grandagrandaj ol la krita angulo.]]
 
{{Ĉefartikolo|Tuteca ena reflekto}}
 
Kiam lumo vojaĝas de mediumomedio kun pli granda refrakta indico al mediumomedio kun pli malgranda refrakta indico, leĝo de Snell postulas ke en iuj okazoj, se la angulo de klino estas sufiĉe granda, la sinuso de la angulo de refrakto estu pli granda ol 1. Ĉi tio estas neebla, kaj la lumo en ĉi tiaj okazoj estas plene reflektata per la rando, kio estas la [[tuteca ena reflekto]]. La plej granda ebla angulo de klino kiu ankoraŭ permesas refraktitan radion estas nomata kiel la '''krita angulo'''; en ĉi tiu okazo la refraktita radio vojaĝas laŭ la rando inter la du mezoj. La krita angulo ''θ<sub>kr</sub>'' estas la valoro de ''θ<sub>1</sub>'' por kiu ''θ<sub>2</sub>'' egalas al 90°:
 
: <math>\theta_{kr} = \arcsin\left(\frac{n_2}{n_1}\sin(\theta_2)\right)|_{\theta_2=90^\circ} = \arcsin\left(\frac{n_2}{n_1}\right) </math>
Linio 40:
== Derivado de leĝo de Snell ==
 
[[Dosiero:Snells law wavefronts.gif|rightdekstre|frameeta|250px|[[Ondofronto]]j de [[punkta fonto]] en la ĉirkaŭteksto de leĝo de Snell. La regiono pli sube de la griza linio havas pli grandan [[indeksoindico de refrakto|indeksonindico de refrakto]] kaj proporcie pli malgrandan [[lumrapido]]n ol la regiono pli supre.]]
 
La leĝo de Snell sekvas el [[principo de plej malgranda tempo]] ([[principo de Fermat]]), kiu laŭvice sekvas el la disvastigo de lumo kiel ondoj.
 
La leĝo de Snell povas esti derivita de principo de Fermat, kiu statas ke lumo vojaĝas laŭ vojo kiu prenas la plej malgrandan tempon. Per preno de la [[derivaĵo (matematiko)|derivaĵo]] de la [[optika voja longo]], la [[senmova punkto]] estas trovata, donante la vojon prenita per la lumo. Kvankam la rezulto ne montras ke la lumo prenas vojon la plej malgranda tempa, sed tiun kiu estas senmova kun respekto al malgrandaj variadoj, kaj estas okazoj kie lumo reale prenas vojon de la plej granda tempo, kiel ekzemple en [[sfero|sfera]] [[spegulo]].
 
En klasika analogeco, la areo de suba refrakta indico estas anstataŭita per plaĝo, la areo de pli alta refrakta indico per maro, kaj la plej rapida vojo por savisto de la plaĝo por preni dronantan personon en la maro estas kuri laŭ vojo kalkulita laŭ la leĝo de Snell.