Снелов закон: Разлика помеѓу преработките

[проверена преработка][проверена преработка]
Избришана содржина Додадена содржина
поврзница
с clean up, replaced: индексот на прекршување → показателот на прекршување (5) using AWB
Ред 1:
[[Image:Snells law mk.svg|thumb|400px|[[Прекршување (физика)|Прекршување]] на светлината на граничната површина меѓу материјални средини со различни [[индекс на прекршување|индекси на прекршување]]: n<sub>2</sub> > n<sub>1</sub>. Бидејќи брзината во втората средина е помала (v<sub>2</sub> < v<sub>1</sub>), аголот на прекршување θ<sub>2</sub> е помал од упадниот агол θ<sub>1</sub>; зракот е поблиску до нормалата на граничната површина во средината чиј индекс е поголем.]]
'''Снеловиот закон''' (познат и како '''Снел-Декартов закон''' или '''закон за прекршување''') претставува [[формула]] која ја опишува врската меѓу [[упаден агол|упадниот агол]] и [[прекршување (физика)|аголот на прекршување]] на (светлински) [[бран]] кога тој минува низ граничната површина меѓу две различни [[изотропија|изотропни]] [[материјална средина|средини]] (вода, стакло, воздух и слично).
 
Овој закон се користи при трасирање на зраци, за пресметување на упадните агли или аглите на прекршување. Во експерименталната оптика служи за утврдување на [[индекс на прекршување|индексотпоказателот на прекршување]] на материјалите. Законот е задоволен и кај [[метаматеријал]]ите, кај кои светлината може да се закриви „наназад“ - со негативен агол на прекршување.
 
Снеловиот закон гласи: ''Односот на синусот на [[упаден агол|упадниот агол]] ''θ<sub>1</sub>'' и синусот на [[агол на прекршување|аголот на прекршување]] ''θ<sub>2</sub>'' е еднаков на односот на брзините на ширењето на бранот во средината во која бранот упаѓа и брзината на средината во која се прекршува (''v''<sub>1</sub> / ''v''<sub>2</sub>), односно на реципрочниот однос на нивните индекси на прекршување:''
:<math>\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{n_2}{n_1}</math>
 
Во формулата <math>\theta</math> е агол измерен од нормалата на граничната површина меѓу средините, <math>v</math> е брзината на светлината во соодветната средина, <math>\lambda</math> е брановата должина во соодветната средина, а <math>n</math> е индексотпоказателот на прекршување на средината.
 
Снеловиот закон следува од [[Принцип на Ферма|принципот на Ферма]], кој, пак, произлегува од ширењето на светлината како бран.
Ред 13:
==Историјат==
 
[[Клавдиј Птоломеј]] од [[Александрија]], Египет,<ref>David Michael Harland (2007). ''„[http://books.google.com/books?id=ScORNbV0E8wC&pg=PA1&dq&hl=en#v=onepage&q=&f=false „Cassini at Saturn: Huygens results“]“''. p.1. ISBN 0-387-26129-X</ref> нашол одредена врска меѓу аглите на прекршување, убеден дека пронашол точен емпириски закон. Меѓутоа, релацијата не била точна за поголеми агли.<ref>{{cite web | url = http://scienceworld.wolfram.com/biography/Ptolemy.html | title = „Ptolemy“ (ca. 100-ca. 170) | work = „Eric Weinstein's World of Scientific Biography“}}</ref> И [[Алхазен]] дошол блиску до откривање на законот за прекршување во својата „Книга за оптиката“. <ref>A. I. Sabra (1981), ''„Theories of Light from Descartes to Newton“'', Cambridge University Press. (cf. Pavlos Mihas, [http://www.ihpst2005.leeds.ac.uk/papers/Mihas.pdf „Use of History in Developing ideas of refraction, lenses and rainbow“], p. 5, Демокритов универзитет, Тракија, Грција.)</ref>
 
Иако законот го добил името по холандскиот астроном [[Вилеброрд Снел]] (1580–1626), првпат е опишан од страна на [[Ибн Сахл]], на дворот во [[Багдад]] во 984 година. Сахл го искористил законот за утврдување на потребниот облик за леќите да ја фокусираат светлината без геометриски аберации.<ref name="Wolf">Wolf, K. B. (1995), „Geometry and dynamics in refracting systems“, ''„European Journal of Physics“'' '''16''': 14–20.</ref><ref name="Rashed1990">{{cite journal | author=Rashed, Roshdi | title=„A pioneer in anaclastics: Ibn Sahl on burning mirrors and lenses“ | journal= „Isis“]]| year= 1990| volume= 81| pages= 464–491 |doi=10.1086/355456 | issue=3}}</ref>
Ред 60:
:<math>\frac{ l - x}{\sqrt{(l-x)^2 + b^2}}=\sin\theta_2</math>
 
:<math>\frac{dT}{dx}=\frac{\sin\theta_1}{v_1} - \frac{\sin\theta_2}{v_2}=0</math>
 
:<math>\frac{n_1\sin\theta_1}{c}=\frac{n_2\sin\theta_2}{c}</math>
Ред 79:
|isbn=978-0-691-12456-8
|url=http://ab-initio.mit.edu/book/}}
</ref> На пример, хомогена површина нормална на z-насоката не може да го промени хоризонталниот импулс. Поради тоа што векторот на ширење <math>\vec{k}</math> е пропорционален со импулсот на фотонот, хоризонталната насока на ширење <math>(k_x,k_y,0)</math> мора да остане непроменета во двете области. Претпоставувајќи дека [[упадна рамнина|упадната рамнина]] (која ги содржи нормалата на границата и векторот на ширење на бранот) е во <math>zx</math>-рамнината, <math>k_{x\text{oblast}_1} = k_{x\text{oblast}_2}</math>. Снеловиот закон се добива веднаш, знаејќи ја зависноста на [[бранов број|брановиот број]] од [[индекс на прекршување|индексотпоказателот на прекршување]] на материјалната средина.
 
:<math>k_{x\text{oblast}_1} = k_{x\text{oblast}_2} \, </math>
Ред 102:
 
:<math>\cos\theta_1 = -\mathbf{n}\cdot \mathbf{l}</math>
Вредноста на <math>\cos\theta_1</math> мора да е позитивна, а ќе биде таква ако '''n''' е вектор на нормалата насочен од површината кон страната од кој е упатена светлината – областа со индекс на прекршување <math>n_1</math>. Ако <math>\cos\theta_1</math> е негативен, значи векторот '''n''' е насочен кон страната без светлина, та '''n''' треба да се замени со неговиот спротивен (негативен) вектор.
 
:<math>\mathbf{v}_{\mathrm{odbien}}=\mathbf{l} + 2\cos\theta_1 \mathbf{n}</math>
Ред 148:
 
==Материјални средини кои ја спроведуваат, апсорбираат или намалуваат енергијата==
Спроводливоста и индексотпоказателот на прекршување во спроводниците се комплексни вредности, па истото важи и за аголот на прекршување и брановиот вектор. Значи, додека површините со константна реална фаза се рамнини чии нормали образуваат агол еднаков со аголот на прекршување со нормалата на граничната површина, површините со константна амплитуда се рамнини паралелни со граничната површина. Бидејќи двете рамнини не се сечат, за бранот се вели дека е нехомоген.<ref>Born and Wolf, sec.13.2, „Refraction and reflection at a metal surface“</ref> Прекршениот бран е експоненцијално ослабнат затоа што неговиот експонент е пропорционален со имагинарната компонента на индексотпоказателот на прекршување.<ref>Hecht, ''„Optics“'', sec. 4.8, „Optical properties of metals“.</ref><ref>S. J. Orfanidis, ''„Electromagnetic Waves & Antennas“'', sec. 7.9, „Oblique Incidence on a Lossy Medium“, [http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ch07.pdf]</ref>
 
==Поврзано==