Bugun biz elektromagnit toʻlqinning (yorugʻlik deb ataladigan) sinish burchagi nima ekanligini va uning qonunlari qanday hosil boʻlishini ochib beramiz.
Ko'z, teri, miya
Insonda beshta asosiy sezgi mavjud. Tibbiyot olimlari o'n bir xil turli xil sezgilarni (masalan, bosim yoki og'riq hissi) ajratadilar. Ammo odamlar ko'p ma'lumotni ko'zlari orqali oladilar. Mavjud faktlarning to'qson foizigacha inson miyasi elektromagnit tebranishlar sifatida biladi. Shunday qilib, odamlar asosan go'zallik va estetikani ingl. Bunda yorug'likning sinish burchagi muhim rol o'ynaydi.
Cho'l, ko'l, yomg'ir
Atrofdagi dunyo quyosh nuriga to'la. Havo va suv odamlarga yoqadigan narsalarning asosini tashkil qiladi. Albatta, qurgʻoqchil choʻl landshaftlarining goʻzalligi bor, lekin koʻpincha odamlar biroz namlikni afzal koʻradilar.
Insonni doimo togʻ oqimlari va tekis pasttekislik daryolari, sokin koʻllar va dengizning toʻxtovsiz toʻlqinlari, sharsharaning chayqalishi va muzliklarning sovuq orzusi maftun etgan. Hamma bir necha marta o'tlardagi shudringdagi yorug'lik o'yinlarining go'zalligini, shoxlardagi sovuqning uchqunlarini, tumanning sutdek oqligini va past bulutlarning ma'yus go'zalligini payqadi. Va bu effektlarning barchasi yaratilgannurning suvdagi sinish burchagi tufayli.
Koʻz, elektromagnit tarozi, kamalak
Nur elektromagnit maydonning tebranishidir. To'lqin uzunligi va uning chastotasi foton turini aniqlaydi. Tebranish chastotasi uning radio to'lqini, infraqizil nurlari, odamga ko'rinadigan qandaydir rang spektri, ultrabinafsha, rentgen yoki gamma nurlanishi bo'lishini aniqlaydi. Odamlar to'lqin uzunligi 780 (qizil) dan 380 (binafsha) nanometrgacha bo'lgan elektromagnit tebranishlarni ko'zlari bilan idrok eta oladi. Barcha mumkin bo'lgan to'lqinlar miqyosida bu qism juda kichik maydonni egallaydi. Ya'ni, odamlar elektromagnit spektrning ko'p qismini idrok eta olmaydi. Va inson uchun mavjud bo'lgan barcha go'zallik ommaviy axborot vositalari orasidagi chegaradagi tushish burchagi va sinish burchagi o'rtasidagi farq orqali yaratilgan.
Vakuum, Quyosh, sayyora
Fotonlar termoyadro reaksiyasi natijasida Quyosh tomonidan chiqariladi. Vodorod atomlarining birlashishi va geliyning paydo bo'lishi juda ko'p miqdordagi turli zarralar, shu jumladan yorug'lik kvantlarining chiqishi bilan birga keladi. Vakuumda elektromagnit to'lqinlar to'g'ri chiziqda va mumkin bo'lgan eng yuqori tezlikda tarqaladi. U shaffof va zichroq muhitga, masalan, er atmosferasiga kirganda, yorug'lik tarqalish tezligini o'zgartiradi. Natijada u tarqalish yo'nalishini o'zgartiradi. Qanchalik sinishi indeksini aniqlaydi. Sinishi burchagi Snell formulasi yordamida hisoblanadi.
Snell qonuni
Gollandiyalik matematik Villebrord Snell butun umri davomida burchaklar va masofalar bilan ishlagan. U shaharlar orasidagi masofani qanday o'lchashni, berilganni qanday topishni tushundiosmonda nuqta. U yorug'lik sinishi burchaklarida namuna topgani ajablanarli emas.
Qonun formulasi quyidagicha koʻrinadi:
- 1sin th1 =n2sin th2.
Ushbu iboradagi belgilar quyidagi ma'noga ega:
- 1 va n2 - o'rta birinchi (nur tushadi) va 2 o'rta (u unga kiradi) sindirish ko'rsatkichlari);
- th1 va th2 mos ravishda yorugʻlikning tushish va sinishi burchagi.
Qonunga tushuntirishlar
Ushbu formulaga ba'zi tushuntirishlar berish kerak. Burchaklar th nurning tarqalish yo'nalishi va yorug'lik nurining teginish nuqtasida sirtga normal o'rtasida joylashgan darajalar sonini anglatadi. Nima uchun bu holatda normal ishlatiladi? Chunki aslida qat'iy tekis yuzalar yo'q. Va har qanday egri chiziqqa normalni topish juda oddiy. Bunga qo'shimcha ravishda, agar muammoda media chegarasi va tushayotgan nur x o'rtasidagi burchak ma'lum bo'lsa, u holda kerakli burchak th faqat (90º-x) bo'ladi.
Ko'pincha yorug'lik siyrakroq (havo) dan zichroq (suv) muhitga kiradi. Muhit atomlari bir-biriga qanchalik yaqin bo'lsa, nur shunchalik kuchli sinadi. Shuning uchun muhit qanchalik zich bo'lsa, sinish burchagi shunchalik katta bo'ladi. Ammo buning aksi ham sodir bo'ladi: yorug'lik suvdan havoga yoki havodan vakuumga tushadi. Bunday sharoitda n1sin th1>n2 boʻlishi mumkin boʻlgan holat yuzaga kelishi mumkin. Ya'ni, butun nur birinchi muhitga qaytariladi. Ushbu hodisa umumiy ichki deb ataladiaks ettirish. Yuqorida tavsiflangan holatlar yuzaga keladigan burchak sinishining cheklovchi burchagi deb ataladi.
Sinish ko'rsatkichini nima aniqlaydi?
Bu qiymat faqat moddaning xususiyatlariga bog'liq. Misol uchun, nurning qaysi burchakka kirishi muhim bo'lgan kristallar mavjud. Xususiyatlarning anizotropiyasi qo'sh sinishida namoyon bo'ladi. Kiruvchi nurlanishning qutblanishi muhim bo'lgan ommaviy axborot vositalari mavjud. Shuni ham unutmaslik kerakki, sinish burchagi tushayotgan nurlanishning to'lqin uzunligiga bog'liq. Oq yorug'likni prizma orqali kamalakka bo'lish tajribasi ana shu farqga asoslanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, muhitning harorati nurlanishning sinishi ko'rsatkichiga ham ta'sir qiladi. Kristalning atomlari qanchalik tez tebransa, uning tuzilishi va yorug'lik tarqalish yo'nalishini o'zgartirish qobiliyati shunchalik deformatsiyalanadi.
Sinish ko'rsatkichi qiymatiga misollar
Biz tanish muhitlar uchun turli qiymatlarni beramiz:
- Tuz (kimyoviy formulasi NaCl) mineral sifatida "galit" deb ataladi. Uning sinishi indeksi 1,544.
- Shishaning sinish burchagi uning sindirish ko'rsatkichidan hisoblanadi. Material turiga qarab, bu qiymat 1,487 va 2,186 orasida o'zgarib turadi.
- Olmos aynan undagi yorug'lik o'yini bilan mashhur. Zargarlar kesishda uning barcha samolyotlarini hisobga olishadi. Olmosning sinishi indeksi 2,417.
- Nopoklardan tozalangan suvning sindirish indeksi 1,333. H2O juda yaxshi erituvchidir. Shuning uchun tabiatda kimyoviy jihatdan toza suv yo'q. Har bir quduq, har bir daryo o'ziga xosdiruning tarkibi bilan. Shuning uchun sindirish ko'rsatkichi ham o'zgaradi. Ammo oddiy maktab muammolarini hal qilish uchun siz ushbu qiymatni olishingiz mumkin.
Yupiter, Saturn, Kallisto
Shu paytgacha yer olamining goʻzalligi haqida gapirib kelganmiz. Oddiy deb ataladigan sharoitlar juda aniq harorat va bosimni nazarda tutadi. Ammo quyosh tizimida boshqa sayyoralar ham bor. Manzaralar mutlaqo boshqacha.
Masalan, Yupiterda metan bulutlari va geliyning koʻtarilishida argon tumanini kuzatish mumkin. U yerda rentgen nurlari ham keng tarqalgan.
Saturnda etan tumanlari vodorod atmosferasini qoplaydi. Sayyoramizning quyi qatlamlarida juda issiq metan bulutlaridan olmos yog'adi.
Ammo Yupiterning qoyali muzlagan yoʻldoshi Callisto uglevodorodlarga boy ichki okeanga ega. Balki uning tubida oltingugurt iste'mol qiluvchi bakteriyalar yashaydi.
Va bu landshaftlarning har birida yorugʻlikning turli sirtlarda, chekkalarda, toʻsiqlarda va bulutlarda oʻynashi goʻzallikni yaratadi.
