Undang-undang Snell bergantung pada Undang-undang itu pembiasan kerana dapat meramalkan jumlah selekoh sinar cahaya. Hukum pembiasan tidak lain hanyalah membongkok sinar cahaya ketika bergerak di antara dua medium yang berbeza seperti air atau kaca atau udara dll (dari satu medium ke jenis medium yang lain). Undang-undang ini memberikan hubungan antara sudut sinar kejadian (cahaya) dan sudut sinar yang dipancarkan (cahaya) ketika mereka bersambung di dua media yang berbeza. Undang-undang fenomena dapat dipatuhi dalam semua jenis bahan, terutama pada kabel gentian optik. Willebrord Snell diakui undang-undang pembiasan pada tahun 1621 dan kemudian menamakannya sebagai undang-undang Snell. Ia dapat mengira kelajuan indeks cahaya dan biasan apabila bahan atau sinar cahaya antara muka pada dua medium yang berbeza melalui garis sempadan. Artikel ini menerangkan lembaran kerja undang-undang Snell yang lengkap.
Apakah Hukum Snell?
Definisi: Undang-undang Snell juga disebut sebagai hukum pembiasan atau Snell's Descartes. Ia didefinisikan sebagai nisbah sinus dari sudut pembiasan kejadian sama dengan nisbah timbal balik indeks biasan atau halaju fasa ketika sinar cahaya bergerak dari satu medium ke jenis medium yang lain. Ia memberikan hubungan antara sudut kejadian dan sudut pembiasan ketika sinar cahaya bergerak di antara dua media isotropik. Juga, sudut sinar kejadian dan sudut pembiasan adalah tetap.
Formula Undang-Undang Snell
Formula undang-undang Snell adalah,
Sin α1 / Sinus α2 = V1 / V2
atau
Sin α1 / Sinus α2 = n2 / n1
atau
Sin i / sinus r = pemalar = c
Di sini pemalar merujuk kepada indeks biasan dua medium
Di mana α1 = sudut sinar kejadian
α2 = sudut pembiasan
V1 dan V2 = halaju fasa dua media yang berbeza
n1 dan n2 = indeks biasan dua media yang berbeza
Persamaan Undang-Undang Snell
Persamaan ini memberikan hubungan antara sudut tuju dan sudut penularan sama dengan indeks biasan setiap medium. Ia diberikan sebagai,
Tanpa α1 / Tanpa α2 = n2 / n1
Di sini ‘α1’ mengukur sudut kejadian
‘Α2’ mengukur sudut pembiasan
‘N1’ mengukur indeks biasan medium pertama
‘N2’ mengukur indeks biasan medium kedua.
Derivasi
Pada asasnya, Pembentukan undang-undang Snell berasal dari prinsip Fermat. Prinsip Fermat didefinisikan sebagai cahaya bergerak di jalan terpendek dengan sedikit masa. Pertimbangkan sinar cahaya berterusan bergerak dari satu medium ke medium lain melalui garis normal atau garis sempadan tertentu seperti yang ditunjukkan dalam gambar.
Sinaran Cahaya Tetap Undang-undang Snell
Apabila sinar cahaya melintasi garis batas, ia dibiaskan dengan sudut yang lebih kecil atau lebih besar. Sudut kejadian dan pembiasan diukur sehubungan dengan garis normal.
Berdasarkan undang-undang ini, sudut dan indeks bias ini dapat diturunkan dari formula berikut.
Tanpa α1 / Tanpa α2 = n2 / n1
Kelajuan cahaya bergantung pada indeks biasan dua medium
Tanpa α1 / Tanpa α2 = V1 / V2
Di mana ‘α1’ dan ‘α2’ adalah sudut kejadian dan pembiasan.
‘N1’ dan ‘n2’ adalah indeks biasan medium pertama dan kedua
‘V1’ dan ‘V2’ menentukan kelajuan atau halaju sinar cahaya.
Refraksi
Hukum pembiasan Snell berlaku apabila kelajuan sinar cahaya berubah semasa melalui satu medium ke medium yang lain. Undang-undang ini juga dapat disebut hukum pembiasan Snell. Ia berlaku apabila kelajuan cahaya berubah ketika melalui dua medium yang berbeza.
Perjalanan Cahaya dalam Undang-undang Snell
Pertimbangkan dua medium dan udara yang berbeza. Apabila cahaya bergerak dari medium pertama (udara) ke medium kedua (air), sinar cahaya dibiaskan ke arah atau jauh dari antara muka (garis normal). Sudut pembiasan bergantung pada indeks biasan relatif kedua-dua medium tersebut. Sudut pembiasan tinggi ketika sinar cahaya merambat jauh dari normal. Apabila indeks biasan bahan kedua lebih tinggi daripada indeks biasan bahan pertama, maka sinar biasan membiak ke arah normal dan sudut pembiasan kecil. Ini memberikan refleksi dalaman keseluruhan.
Ini bermaksud, apabila sinar cahaya bergerak dari medium yang lebih rendah ke medium yang lebih tinggi, sinar membengkok ke arah normal sehubungan dengan antara muka. Indeks biasan bahan bergantung pada panjang gelombang. Sekiranya panjang gelombang tinggi, indeks biasan akan rendah. Indeks biasan boleh diubah dari satu medium ke medium yang lain. Contohnya, vakum = 1, udara = 1.00029, air = 1.33, gelas = 1.49, alkohol = 1.36, gliserin = 1.4729, berlian = 2.419.
Kelajuan sinar cahaya merambat dari satu medium ke medium yang lain berubah dan bergantung pada indeks biasan bahan yang digunakan. Jadi, pembiasan undang-undang ini dapat menentukan kelajuan sinar yang dibiaskan dari permukaan antara muka. Akhirnya, diperhatikan bahawa hukum pembiasan cengkerik dapat diterapkan pada semua jenis bahan atau medium.
Contohnya
Contoh undang-undang Snell kebanyakannya dapat dilihat pada kabel gentian optik, dalam semua perkara dan bahan. Ia digunakan dalam optik peranti seperti cermin mata, kamera, kanta lekap, dan pelangi.
Contoh yang paling penting ialah instrumen refractometer, yang digunakan untuk mengira indeks biasan cecair.
Teori undang-undang snell digunakan dalam sistem telekomunikasi dan sistem penghantaran data dengan pelayan berkelajuan tinggi.
Lembaran Kerja Undang-undang Snell
Cari sudut kejadian, jika sinar bias berada pada 14 darjah, indeks biasan adalah 1.2.
Sudut pembiasan sinus 1 = 14 darjah
Indeks biasan c = 1.2
Dari undang-undang snell,
Sin i / sin r = c
Sin i / sin 14 = 1
Sin i = 1.2 x sin 14
Sin i = 1.2 x 0.24 = 0.24
Oleh itu i = 16.7 darjah.
Cari indeks biasan medium jika sudut kejadian 25 darjah dan sudut pembiasan 32 darjah
Diberi sin i = 25 darjah
Tanpa r = 32 darjah
Indeks biasan malar = c =?
Dari undang-undang Snell,
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0.4226
Cari sudut pembiasan jika sudut tuju adalah 45 darjah, indeks biasan sinar insiden adalah 1.00 dan indeks biasan sinar bias adalah 1.33
Diberi sinus α1 = 45 darjah
n1 = 1.00
n2 = 1.33
Tanpa α2 =?
Dari undang-undang snell,
n1 tanpa α1 = n2 tanpa α2
1 x sin (45 darjah) = 1.33 x sin α2
0.707 = 1.33 x sin α2
Tanpa α2 = 0.53
α2 = 32.1 darjah
Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan undang-undang snell - definisi, formula, persamaan, terbitan, pembiasan, dan lembaran kerja. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, 'Apa kelebihan dan kekurangan hukum pembiasan Snell?'
