Belangrijk verschil - Invalshoek versus brekingshoek
Het belangrijkste verschil tussen de invalshoek en de brekingshoek is de volgorde van de twee hoeken, gemaakt op een media-interface door een golf.
Refractie is een eigenschap van golven. Een golf kan verschillende snelheden hebben voor verschillende media. De verandering van snelheid aan een grens van een medium zorgt ervoor dat een golf breekt. Dit artikel is omwille van de eenvoud vooral gericht op lichtstralen.
Definitie van invalshoek en brekingshoek
Invalshoek is de hoek tussen de normaal op het grensvlak en de invallende straal.
Brekingshoek wordt gedefinieerd als de hoek tussen de normaal op het grensvlak en de gebroken straal. Hoeken kunnen met elke eenheid worden gemeten, maar hier worden graden gebruikt. Laten we eerst een blik werpen op de brekingswetten.
- Incidentstraal, gebroken straal en de normaal op het grensvlak liggen in hetzelfde vlak.
- Sinus van de invalshoek (i) tot die van de brekingshoek (r) op het grensvlak blijft in constante relatie. Deze constante wordt de brekingsindex van het tweede medium genoemd ten opzichte van het eerste medium.
Houd rekening met de eigenschap van de omkeerbaarheid van licht. Als we eenvoudig de richting van de lichtstraal omkeren door het huidige einde als het begin en het huidige begin als het einde te beschouwen, zal de lichtstraal hetzelfde pad volgen.
Vorming van invalshoek en brekingshoek
Het verschil tussen invallende en gebroken stralen hangt af van het feit of de lichtstraal het grensvlak bereikt of het grensvlak verlaat. Stel je een lichtstraal voor als een stroom fotonen. De stroom deeltjes raakt het grensvlak en maakt een bepaalde hoek met de normaal, en zakt dan in het andere medium en maakt in wezen een andere hoek met de normaal.
De invalshoek kan handmatig worden gevarieerd, omdat deze onafhankelijk is van het medium. Maar de brekingshoek wordt bepaald door de brekingsindices van de media. Meer het verschil tussen brekingsindices, meer het verschil tussen hoeken.
Locatie van invalshoek en brekingshoek ten opzichte van de interface
Als een lichtstraal van medium1 naar medium2 gaat, ligt de invalshoek in het medium1 en de brekingshoek in het medium2 en vice versa voor het verwisselen van de mediums.
Beide hoeken zijn gemaakt met de normaal op het grensvlak van mediums. Afhankelijk van de relatieve brekingsindex kan de gebroken lichtstraal een hoek maken die groter of kleiner is dan die van de invallende lichtstraal.
Waarden van invalshoek en brekingshoek
Breking van een zeldzamer naar dichter medium
Elke waarde tussen 0 en 90 graden kan worden toegewezen als de invalshoek, maar de gebroken straal kan geen enkele waarde worden aangenomen als de lichtstraal van het zeldzamere medium komt. Voor het gehele bereik van de invalshoek bereikt de brekingshoek een maximale waarde die exact gelijk is aan de hierna beschreven kritische hoek.
Breking van een dichter naar zeldzamer medium
Het bovenstaande is niet geldig voor een situatie waarin de lichtstraal van een dichter medium komt. Wanneer we de invalshoek geleidelijk vergroten, zullen we zien dat de brekingshoek ook snel toeneemt totdat een bepaalde waarde van de invalshoek is bereikt. Bij deze kritische hoek (c) van de invallende straal bereikt de gebroken lichtstraal zijn maximale waarde, 90 graden (gebroken straal gaat langs het grensvlak) en verdwijnt even. Als we proberen de invalshoek verder te vergroten, zullen we daar een plotselinge verschijning van een gereflecteerde straal in het dichtere medium zien, die dezelfde hoek maakt volgens de wetten van reflectie. De invalshoek op dit punt wordt de kritische hoek genoemd en er zal geen breking meer zijn.
Samenvattend zou men kunnen zien, hoewel verschillend gecategoriseerd, beide fenomenen zijn slechts het resultaat van de omkeerbaarheid van licht.
Belangrijk verschil
Het belangrijkste verschil tussen de invalshoek en de brekingshoek is de volgorde van de twee hoeken, gemaakt op een media-interface door een golf.
Image Courtesy: "Snells law2" door Oleg Alexandrov - Ik heb zojuist het origineel aangepast - Geroteerde en aangepaste versie van en:Image:Snells law.svg, dezelfde licentie. (Public Domain) via Commons "RefractionReflextion" door Josell7 - Eigen werk. (CC BY-SA 3.0) via Commons
