차례:
물리법칙에 반하는 무시무시한 물질 (할 수있다 2024)
반사와 굴절
광선은 표면에서 반사 될 때 방향이 바뀌거나, 한 투명 매체에서 다른 투명 매체로 이동하거나, 구성이 지속적으로 변하는 매체를 통과합니다. 반사 법칙에 따르면 매끄러운 표면에서 반사 할 때 반사 광선의 각도는 입사 광선의 각도와 같습니다. 일반적으로 기하학적 광학의 모든 각도는 표면에 대한 법선, 즉 표면에 수직 인 선에 대해 측정됩니다. 반사 된 광선은 항상 입사 광선에 의해 정의 된 평면에 있고 표면. 반사 법칙은 평면 및 곡면 거울로 생성 된 이미지를 이해하는 데 사용될 수 있습니다. 거울과 달리 대부분의 자연 표면은 빛의 파장의 규모가 거칠기 때문에 평행 입사 광선은 여러 방향으로 반사되거나 확산됩니다. 확산 반사는 모든 위치에서 대부분의 조명 표면을 볼 수있는 기능을 담당합니다. 광선은 표면의 모든 부분을 반사 한 후 눈에 닿습니다.
하나의 투명 매체로 이동하는 광이 제 2 투명 매체 (예를 들어, 공기 및 유리)와 경계를 만나면, 광의 일부가 반사되고 일부가 제 2 매체로 투과된다. 투과 된 광이 제 2 매체로 이동함에 따라, 이동 방향이 변한다; 즉, 그것은 굴절된다. Snell의 법칙으로도 알려진 굴절 법칙 은 표면에 대한 법선 ("수직선")에 대해 측정 된 입사각 (θ 1)과 굴절각 (θ 2) 사이의 관계를 설명합니다. 수학적 용어: n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2, 여기서 n 1 및 n 2 는 각각 제 1 및 제 2 매체의 굴절률이다. 임의의 매체에 대한 굴절률은 진공에서의 광 속도 대 그 매체에서의 속도의 비와 동일한 치수가없는 상수이다.
정의에 따르면, 진공에 대한 굴절률은 정확히 1입니다. 투명 매체의 빛의 속도는 항상 진공의 빛의 속도보다 낮기 때문에 모든 매체의 굴절률은 1보다 큽니다. 1과 2 사이의 전형적인 투명 재료. 예를 들어, 표준 조건에서 공기의 굴절률은 1.0003이고, 물은 1.33이며, 유리는 약 1.5입니다.
굴절의 기본 특징은 Snell의 법칙에서 쉽게 파생됩니다. 두 매체 사이의 경계를 통과 할 때 광선의 굽힘 양은 두 굴절률의 차이에 의해 결정됩니다. 빛이 밀도가 높은 매체를 통과하면 광선이 법선쪽으로 구부러집니다. 반대로, 밀도가 높은 매체에서 비스듬히 나오는 빛은 정상에서 구부러집니다. 입사 빔이 경계에 수직 인 (즉, 법선과 동일) 특수한 경우에, 광이 제 2 매체로 진입 할 때 광의 방향에는 변화가 없다.
스넬의 법칙은 렌즈의 이미징 속성에 적용됩니다. 렌즈를 통과하는 광선은 렌즈의 양면에서 구부러집니다. 표면의 곡률을 적절히 설계하면 다양한 초점 효과를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 최초의 광원으로부터 발산되는 광선은 렌즈에 의해 방향 전환되어 공간의 한 지점에서 수렴하여 집속 이미지를 형성 할 수있다. 사람의 눈의 광학은 각막과 수정체의 초점 특성을 중심으로합니다. 먼 물체의 광선이이 두 구성 요소를 통과하여 빛에 민감한 망막에서 선명한 이미지로 초점이 맞춰집니다. 다른 광학 이미징 시스템은 돋보기, 안경 및 콘택트 렌즈와 같은 간단한 단일 렌즈 응용 분야에서 여러 렌즈의 복잡한 구성에 이르기까지 다양합니다. 현대식 카메라가 특정 배율을 생성하고, 원치 않는 반사를 통해 광 손실을 최소화하고, 렌즈 수차로 인한 이미지 왜곡을 최소화하도록 선택된 다스 이상의 렌즈 요소를 갖는 것은 드문 일이 아닙니다.
