De wet van Snell hangt ervan af de wet breking omdat het de mate van buiging van de lichtstraal kan voorspellen. De wet van breking is niets anders dan het buigen van een lichtstraal wanneer deze tussen twee verschillende media reist, zoals water of glas of lucht enz. (Van het ene medium naar het andere type medium). Deze wet geeft de relatie tussen de hoek van de invallende straal (licht) en de hoek van de doorgelaten straal (licht) wanneer ze op de twee verschillende media raken. De fenomenenwet is terug te vinden in alle soorten materialen, materie vooral in glasvezelkabels. Willebrord Snell's erkende wet van breking in 1621 en later noemde het de wet van Snell. Het kan de lichtsnelheid en de brekingsindex berekenen wanneer het materiaal of lichtstraal interface op twee verschillende media via een grenslijn. Dit artikel beschrijft het volledige werkblad van de wet van Snell.
Wat is de wet van Snell?
Definitie: De wet van Snell wordt ook wel de brekingswet of Snell's Descartes genoemd. Het wordt gedefinieerd als de verhouding van sinussen van de invalshoekbrekingshoek gelijk aan de reciproque verhouding van brekingsindices of fasesnelheden wanneer de lichtstraal van het ene medium naar het andere type medium gaat. Het geeft de relatie weer tussen de invalshoek en de brekingshoek wanneer de lichtstraal tussen twee isotrope media reist. Ook zijn de invalshoek en de brekingshoek constant.
De wetformule van Snell
De formule van de wet van Snell is:
Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2
of
Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1
of
Sin i / sinus r = constant = c
Hier verwijst constante naar de brekingsindices van twee media
Waar α1 = invalshoek straal
α2 = brekingshoek
V1 en V2 = fasesnelheden van twee verschillende media
n1 en n2 = brekingsindices van twee verschillende media
De wetvergelijking van Snell
Deze vergelijking geeft de relatie tussen de invalshoek en de hoek van overdragen gelijk aan de brekingsindex van elk medium. Het wordt gegeven als,
Zonder α1 / Zonder α2 = n2 / n1
Hier meet ‘α1’ de invalshoek
‘Α2’ meet de brekingshoek
‘N1’ meet de brekingsindex van het eerste medium
‘N2’ meet de brekingsindex van het tweede medium.
Afleiding
Eigenlijk, De afleiding van de wet van Snell is afgeleid van het principe van Fermat. Het principe van Fermat wordt gedefinieerd als het licht in de kortste weg reist met een kleine hoeveelheid tijd. Beschouw de constante lichtstraal die van het ene medium naar het andere medium gaat via een bepaalde normale lijn of grenslijn, zoals weergegeven in de afbeelding.
Constante lichtstraal van de wet van Snell
Wanneer de lichtstraal de grenslijn overschrijdt, wordt deze gebroken met een kleinere of grotere hoek. De invals- en brekingshoeken worden gemeten ten opzichte van de normale lijn.
Volgens deze wet kunnen deze hoeken en brekingsindices worden afgeleid uit de volgende formule.
Zonder α1 / Zonder α2 = n2 / n1
De snelheid van het licht hangt af van de brekingsindex van twee media
Zonder α1 / Zonder α2 = V1 / V2
Waar ‘α1’ en ‘α2’ de invals- en brekingshoeken zijn.
‘N1’ en ‘n2’ zijn de brekingsindices van het eerste en tweede medium
‘V1’ en ‘V2’ bepalen de snelheid of snelheid van de lichtstraal.
Refractie
Snell's brekingswet vindt plaats wanneer de snelheid van de lichtstraal verandert tijdens de overgang van het ene medium naar het andere. Deze wet kan ook de brekingswet van Snell worden genoemd. Het treedt op wanneer de snelheid van het licht varieert tijdens het reizen door de twee verschillende media.
Reizen van licht in de wet van Snell
Beschouw de twee verschillende media: lucht en water. Wanneer het licht van het eerste medium (lucht) naar het tweede (water) medium reist, wordt de lichtstraal gebroken naar of weg van het grensvlak (normale lijn). De brekingshoek hangt af van de relatieve brekingsindex van de twee media. De brekingshoek is hoog wanneer de lichtstraal zich van de normaal voortplant. Wanneer de brekingsindex van het tweede materiaal hoger is dan de brekingsindex van het eerste materiaal, dan plant de gebroken straal zich voort naar de normaal en is de brekingshoek klein. Dit geeft de totale interne reflectie.
Dat betekent dat wanneer de lichtstraal van een lager medium naar een hoger medium gaat, deze naar de normaal buigt ten opzichte van de interface. De brekingsindex van het materiaal hangt af van de golflengte. Als de golflengte hoog is, zou de brekingsindex laag zijn. De brekingsindex kan van medium tot medium worden gevarieerd. Bijvoorbeeld vacuüm = 1, lucht = 1.00029, water = 1.33, glas = 1.49, alcohol = 1.36, glycerine = 1.4729, diamant = 2.419.
De snelheid van de lichtstraal plant zich voort van het ene medium naar het andere medium verandert en hangt af van de brekingsindex van het gebruikte materiaal. De breking van deze wet kan dus de snelheid bepalen van de gebroken straal vanaf het grensvlakoppervlak. Ten slotte wordt opgemerkt dat de brekingswet van Snell op elk type materiaal of medium kan worden toegepast.
Voorbeeld
De wetvoorbeelden van Snell zijn vooral terug te vinden in glasvezelkabels, in alle zaken en materialen. Het wordt gebruikt in optisch apparaten zoals brillen, camera's, contactlenzen en regenbogen.
Het belangrijkste voorbeeld is het refractometer-instrument, dat wordt gebruikt om de brekingsindex van vloeistoffen te berekenen.
De theorie van de wet van Snell wordt gebruikt in telecommunicatiesystemen en datatransmissiesystemen met supersnelle servers.
Werkblad Wet van Snell
Bepaal de invalshoek, als de gebroken straal 14 graden is, is de brekingsindex 1,2.
Brekingshoek sinus 1 = 14 graden
Brekingsindex c = 1,2
Van de wet van de snell,
Zonde i / sin r = c
Zonde i / sin 14 = 1
Sin i = 1,2 x zonde 14
Zonde i = 1,2 x 0,24 = 0,24
Vandaar i = 16,7 graden.
Zoek de brekingsindex van het medium als de invalshoek 25 graden is en de brekingshoek 32 graden
Gegeven zonde i = 25 graden
Zonder r = 32 graden
Constante brekingsindex = c =?
Van de wet van Snell,
Zonde i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0,4226
Vind de brekingshoek als de invalshoek 45 graden is, de brekingsindex van de invallende straal 1,00 is en de brekingsindex van de gebroken straal 1,33 is.
Gegeven sin α1 = 45 graden
n1 = 1,00
n2 = 1,33
Zonder α2 =?
Van de wet van de snell,
n1 zonder α1 = n2 zonder α2
1 x sin (45 graden) = 1,33 x sin α2
0,707 = 1,33 x zonde α2
Zonder α2 = 0,53
α2 = 32,1 graden
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de wet van Snell - definitie, formule, vergelijking, afleiding, breking en werkblad. Hier is een vraag voor u: 'Wat zijn de voor- en nadelen van de brekingswet van Snell?'
