teraz, gdy jesteśmy ekspertami w zakresie załamywania światła przechodzącego z powietrza do wody, możemy rozszerzyć to, co wiemy, na uogólnione fale przechodzące przez dowolne medium. Tak długo, jak znamy współczynnik załamania, powinniśmy być w stanie opisać drogę, którą fala przechodzi przez niektóre skomplikowane struktury warstwowe. (Zobacz dokąd zmierzamy? Ziemię można traktować jako duży kawałek materiału składający się z warstw, przez które przechodzą fale sejsmiczne.,)

prawo Snella opisuje załamanie fali przechodzącej przez dwa materiały, które transmitują falę z różnymi prędkościami:

w słowach powyższy wzór mówi, że jeśli fala przechodzi z materiału 1 do materiału 2, stosunek sinusów kątów padania i załamania (θ1 i θ2) będzie stałą liczbą, a ta stała liczba jest równa współczynnikowi załamania fali.prędkości dwóch materiałów (V1 i V2), a także współczynnik odwrotności współczynników załamania dwóch materiałów (N1 i N2).,

poniżej przedstawiono schemat tego, co ten wzór oznacza graficznie.

na powyższym rysunku promień światła przechodzi z powietrza do wody. Wchodzi do wody z kątem padania θ1 i jest wygięty w kierunku normalnym (linia przerywana) tak, że kąt załamania jest θ2. Stosunek sinusów kątów jest równy stosunkowi prędkości transmisji obu materiałów (v1 i v2) oraz odwrotnemu stosunkowi ich współczynników załamania.

mam nadzieję, że to brzmi znajomo z eksperymentu laboratoryjnego, który właśnie zrobiliśmy!, W naszym eksperymencie naszymi dwoma materiałami były powietrze i woda, tak jak na powyższym schemacie. Współczynnik załamania powietrza wynosi 1 (n1 = 1), a współczynnik załamania wody 1,33 (n2 = 1,33).

nitpicker Alert

właściwie próżnia ma współczynnik załamania 1. Powietrze w temperaturze pokojowej, ciśnieniu i wilgotności ma współczynnik załamania około 1,0003. Musiałbyś zaprojektować eksperymentalną konfigurację z większą precyzją niż to, co zrobiliśmy, aby rozwiązać tę rozbieżność.,

oznacza to, że możemy użyć prawa Snella i obliczyć, że sinus kąta padania sin(θ1) podzielony przez sinus kąta padania sin (θ2) będzie zawsze równy stosunkowi dwóch współczynników załamania, 1.33/1. To właśnie potwierdziliśmy w naszym eksperymencie. Yay! Nauka działa!

oznacza to również, że wiemy, że stosunek prędkości światła przez powietrze do prędkości światła przez wodę jest równy 1.33.

Quiz Sam!

prędkość światła przez powietrze wynosi 3 x 108 m/s. Jaka jest prędkość światła przez wodę?,

spróbuj sam, a następnie kliknij tutaj, aby zobaczyć moją odpowiedź

odpowiedź:

prędkość światła przez wodę wynosi Około 2.26 x 10^8 m/s. odpowiedź otrzymałem dzieląc 3 x 10^8 przez 1.33.