Nå som vi er eksperter på hvordan lys brytes så det går fra luft til vann, kan vi utvide det vi vet generalisert bølger passerer gjennom hvilken som helst medium. Så lenge vi vet indeksen for brytning, bør vi være i stand til å beskrive banen til en bølge tar gjennom noen komplisert lagdelte strukturer. (Se hvor vi skal her? Jorden kan bli tenkt på som en stor del av materialet som består av lag som gjennom seismiske bølger passerer.,)

Snell ‘ s law beskriver brytning av en bølge passerer gjennom to materialer som overfører bølge på ulike hastigheter:

I ord, formelen ovenfor sier at hvis en bølge passerer materiale fra 1 til 2 materiale, forholdet mellom sines av vinkler av insidens og brytning (θ1 og θ2) vil være en konstant antall, og dette konstant antall er lik forholdet mellom den overføring av hastigheter av de to materialene (v1 og v2), så vel som den inverse forholdet mellom indekser av brytning av de to materialene (n1 og n2).,

En skjematisk fremstilling av hva denne formelen betyr grafisk er vist nedenfor.

I figuren ovenfor, en stråle av lys går fra luft til vann. Det går i vannet med en vinkel på forekomsten θ1 og er bøyd mot normal (stiplet linje), slik at vinkelen på brytning er θ2. Forholdet mellom sines av vinkler er lik forholdet mellom den overføring av hastigheter av de to materialene (v1 og v2) og den inverse forholdet deres indekser av brytning.

Forhåpentligvis dette ringer en bjelle fra lab eksperiment vi bare gjorde det!, I vårt eksperiment, våre to materialer var luft og vann akkurat som i diagrammet ovenfor. Luft har en indeks av brytning av 1 (n1 = 1) og vann har en indeks av brytning av 1.33 (n2 = 1.33).

Nitpicker Varsling

Greit nok, faktisk en vakuum har en indeks av brytning av 1. Luften i rom temperatur, trykk og luftfuktighet har en indeks av brytning av om 1.0003. Du ville ha til å utforme et eksperimentelt oppsett med litt mer presisjon enn hva vi gjorde for å løse dette avviket.,

Dette betyr at vi kan bruke Snell ‘ s Lov og beregne at sinus til vinkelen på forekomsten synd(θ1) delt på sinus til vinkelen på brytning synd(θ2) vil alltid være lik forholdet mellom de to indeksene for brytning, 1.33/1. Dette er hva vi bekreftet i vårt eksperiment. Yay! Vitenskapen fungerer!

Dette betyr også at vi vet at forholdet mellom hastigheten til lys gjennom luft til hastighet av lys gjennom vann er lik 1.33.

Quiz deg Selv!

hastigheten til lys gjennom luft er 3 x 108 m/s. Hva er hastigheten til lys gjennom vann?,

Prøv det selv, og deretter klikk her for å se mitt svar

SVAR:

hastigheten til lys gjennom vannet er ca 2.26 x 10^8 m/s. Jeg fikk det svaret ved å dele 3 x 10^8 av 1.33.