Hauptunterschied - Einfallswinkel gegen Brechungswinkel
Der Hauptunterschied zwischen dem Einfallswinkel und dem Brechungswinkel ist die sequentielle Reihenfolge der beiden Winkel, die an einer Medienschnittstelle durch eine Welle erzeugt wird.
Die Brechung ist eine Eigenschaft von Wellen. Eine Welle kann für verschiedene Medien unterschiedliche Geschwindigkeiten haben. Die Änderung der Geschwindigkeit an einer Grenze eines Mediums bewirkt, dass eine Welle gebrochen wird. Dieser Artikel ist der Einfachheit halber besonders auf Lichtstrahlen ausgerichtet.
Definition von Einfallswinkel und Brechungswinkel
Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen der Normalen an der Grenzfläche und dem einfallenden Strahl.
Der Brechungswinkel ist definiert als der Winkel zwischen der Normalen an der Grenzfläche und dem gebrochenen Strahl. Winkel können von jeder Einheit gemessen werden, aber hier werden Grad verwendet. Lassen Sie uns zunächst einen Blick auf die Brechungsgesetze werfen.
- Einfallender Strahl, gebrochener Strahl und die Normale an der Grenzfläche liegen in derselben Ebene.
- Der Sinus des Einfallswinkels (i) zu dem des Brechungswinkels (r) an der Grenzfläche bleibt in konstanter Beziehung. Diese Konstante wird als Brechungsindex des zweiten Mediums relativ zum ersten Medium bezeichnet.
Beachten Sie die Eigenschaft der Reversibilität des Lichts. Wenn wir einfach die Richtung des Lichtstrahls umkehren, indem wir das gegenwärtige Ende als Anfang und den gegenwärtigen Start als Ende betrachten, folgt der Lichtstrahl demselben Weg.
Bildung des Einfallswinkels und des Brechungswinkels
Der Unterschied zwischen einfallendem und gebrochenem Strahl hängt davon ab, ob der Lichtstrahl zur Grenzfläche gelangt oder die Grenzfläche verlässt. Stellen Sie sich einen Lichtstrahl als Photonenstrom vor. Der Partikelstrom trifft auf die Grenzfläche und bildet einen bestimmten Winkel zur Normalen. Dann sinkt er in das andere Medium und bildet im Wesentlichen einen anderen Winkel zur Normalen.
Der Einfallswinkel kann manuell variiert werden, da er unabhängig vom Medium ist. Der Brechungswinkel wird jedoch durch die Brechungsindizes der Medien definiert. Je größer der Unterschied zwischen den Brechungsindizes, desto größer der Unterschied zwischen den Winkeln.
Ort des Einfallswinkels und des Brechungswinkels relativ zur Grenzfläche
Wenn ein Lichtstrahl von Medium1 zu Medium2 geht, liegt der Einfallswinkel im Medium1 und der Brechungswinkel im Medium2 und umgekehrt zum Austausch der Medien.
Beide Winkel werden mit der Normalen an der Grenzfläche der Medien gebildet. Abhängig vom relativen Brechungsindex kann der gebrochene Lichtstrahl einen Winkel bilden, der größer oder kleiner als der des einfallenden Lichtstrahls ist.
Werte des Einfallswinkels und des Brechungswinkels
Brechung von einem selteneren zu einem dichteren Medium
Jeder Wert zwischen 0 und 90 Grad kann als Einfallswinkel zugewiesen werden, aber der gebrochene Strahl kann keinen Wert annehmen, wenn der Lichtstrahl vom selteneren Medium stammt. Für den gesamten Bereich des Einfallswinkels erreicht der Brechungswinkel einen Maximalwert, der genau dem als nächstes beschriebenen kritischen Winkel entspricht.
Brechung von einem dichteren zu einem selteneren Medium
Dies gilt nicht für Situationen, in denen der Lichtstrahl von einem dichteren Medium stammt. Wenn wir den Einfallswinkel allmählich erhöhen, werden wir sehen, dass der Brechungswinkel ebenfalls schnell zunimmt, bis ein bestimmter Wert des Einfallswinkels erreicht ist. Bei diesem kritischen Winkel (c) des einfallenden Strahls erreicht der gebrochene Lichtstrahl seinen Maximalwert von 90 Grad (gebrochener Strahl verläuft entlang der Grenzfläche) und verschwindet für einen Moment. Wenn wir versuchen, den Einfallswinkel weiter zu vergrößern, sehen wir dort ein plötzliches Auftreten eines reflektierten Strahls im dichteren Medium, der den gleichen Winkel gemäß den Reflexionsgesetzen bildet. Der Einfallswinkel an diesem Punkt wird als kritischer Winkel bezeichnet, und es tritt keine Brechung mehr auf.
Zusammenfassend kann man sehen, dass beide Phänomene, obwohl sie unterschiedlich kategorisiert sind, nur ein Ergebnis der Reversibilität des Lichts sind.
Hauptunterschied
Der Hauptunterschied zwischen dem Einfallswinkel und dem Brechungswinkel ist die sequentielle Reihenfolge der beiden Winkel, die an einer Medienschnittstelle durch eine Welle erzeugt wird.
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