Langkau ke kandungan
Sainsuntuk Semua
Fizik / Optik

Hukum Snell: Mengapa Cahaya Membias?

Istilah utama: pembiasanSebutan: pem-bi-a-sanBahasa Inggeris: refraction

Pembiasan berlaku apabila cahaya melintasi sempadan antara dua medium yang mempunyai kelajuan cahaya berbeza; Hukum Snell menghubungkan sudut sinar dengan indeks biasan kedua-dua medium.

Pensel yang sebahagiannya terendam di dalam air boleh kelihatan seperti bengkok pada permukaan air. Cahaya daripada bahagian pensel di dalam air berubah arah apabila melintasi sempadan air dan udara sebelum sampai ke mata. Perubahan arah sinar apabila kelajuannya berubah antara medium dikenali sebagai .

Indeks biasan berkait dengan kelajuan cahaya

n bagi sesuatu medium ditakrifkan sebagai nisbah dalam c kepada kelajuan cahaya dalam medium v, iaitu n = c/v. Nilai n yang lebih besar bermaksud cahaya bergerak lebih perlahan dalam medium tersebut. Indeks biasan juga bergantung sedikit pada , sebab itu warna berbeza boleh dibiaskan pada sudut yang sedikit berbeza. cahaya tidak berubah ketika melintasi sempadan, tetapi kelajuan dan panjang gelombangnya berubah. Fenomena pergantungan indeks biasan pada panjang gelombang ini dipanggil serakan dan membantu menerangkan bagaimana memisahkan cahaya putih kepada warna.

Nota Istilahindeks biasan: Nisbah kelajuan cahaya dalam vakum kepada kelajuannya dalam sesuatu medium. Nilai yang lebih besar menunjukkan cahaya merambat lebih perlahan dalam medium itu.
Apabila cahaya memasuki medium yang mempunyai indeks biasan lebih tinggi, sinar membengkok menghampiri normal. Kedua-dua sudut diukur daripada garis normal, bukan daripada permukaan.

Hukum Snell menghubungkan dua sudut

Bagi dua medium dengan indeks biasan n1 dan n2, ditulis n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Sudut θ1 ialah sudut tuju dan θ2 ialah sudut biasan; kedua-duanya diukur daripada yang berserenjang dengan sempadan. Apabila cahaya memasuki medium berindeks lebih tinggi, sinar biasanya membengkok menghampiri normal. Apabila memasuki medium berindeks lebih rendah, sinar membengkok menjauhi normal. Sebagai contoh, indeks biasan air bagi cahaya tampak sekitar 1.33, manakala udara hampir 1.00. Apabila cahaya datang tepat sepanjang normal, sudut tujunya sifar dan arah sinar tidak membelok walaupun kelajuannya berubah. Oleh itu, perbezaan indeks biasan sahaja tidak menjamin sinar kelihatan membengkok; geometri sudut tuju juga penting.

Nota Istilahgaris normal: Garis khayalan yang berserenjang dengan permukaan sempadan pada titik tempat sinar cahaya tiba.

Sudut besar boleh menghasilkan pantulan dalaman penuh

Apabila cahaya bergerak dari medium berindeks lebih tinggi ke medium berindeks lebih rendah, sudut biasan bertambah apabila sudut tuju bertambah. Pada , sinar biasan berada sepanjang sempadan. Bagi sudut tuju yang lebih besar daripada sudut genting, cahaya dipantulkan kembali ke medium pertama. Fenomena ini digunakan dalam .

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Dari manakah sudut tuju dan sudut biasan diukur?

Lihat Juga
Versi diterbitkan: