Nu när vi är experter på hur ljuset bryts när det passerar från luft till vatten, kan vi utöka vad vi vet till generaliserade vågor som passerar genom något medium. Så länge vi känner till brytningsindexet bör vi kunna beskriva den väg som en våg tar genom några komplicerade skiktade strukturer. (Se vart vi ska här? Jorden kan ses som en stor bit av material som består av skikt genom vilka seismiska vågor passerar.,)

Snells lag beskriver brytningen av en våg som passerar genom två material som överför vågan vid olika hastigheter:

i ord säger formeln ovan att om en våg passerar från material 1 till material 2 kommer förhållandet mellan sines av incidensvinklarna och refraktionen (θ1 och θ2) att vara ett konstant antal och detta konstanta antal är lika med förhållandet mellan sändningsvinkeln och hastigheter av de två materialen (V1 och V2) samt det inversa förhållandet mellan brytningsindexen för de två materialen (N1 och N2).,

ett diagram över vad denna formel betyder grafiskt visas nedan.

i figuren ovan passerar en ljusstråle från luft till vatten. Den kommer in i vattnet med en infallsvinkel θ1 och böjs mot den normala (prickade linjen) så att brytningsvinkeln är θ2. Förhållandet mellan vinklarna i vinklarna är lika med förhållandet mellan de två materialets överföringshastigheter (v1 och v2) och det inversa förhållandet mellan deras brytningsindex.

förhoppningsvis ringer detta en klocka från labbexperimentet vi just gjorde!, I vårt experiment var våra två material luft och vatten precis som i diagrammet ovan. Luft har ett brytningsindex på 1 (N1 = 1) och vatten har ett brytningsindex på 1,33 (N2 = 1,33).

Nitpicker Alert

okej, faktiskt ett vakuum har ett brytningsindex på 1. Luft vid rumstemperatur, tryck och fuktighet har ett brytningsindex på ca 1.0003. Du måste utforma en experimentell inställning med lite mer precision än vad vi gjorde för att lösa denna skillnad.,

detta innebär att vi kan använda Snells lag och beräkna att sinus för infallsvinkeln sin(θ1) dividerad med sinus för brytningsvinkeln sin (θ2) alltid kommer att vara lika med förhållandet mellan de två brytningsindexen, 1.33/1. Detta är vad vi bekräftade i vårt experiment. Hurra! Vetenskap fungerar!

detta innebär också att vi vet att förhållandet mellan ljusets hastighet genom luft och ljusets hastighet genom vatten är lika med 1,33.

Quiz själv!

ljusets hastighet genom luften är 3 x 108 m / s. Vad är ljusets hastighet genom vatten?,

prova själv och klicka här för att se mitt svar

svar:

ljusets hastighet genom vatten är ca 2,26 x 10^8 m / s. jag fick det svaret genom att dividera 3 x 10^8 med 1,33.