headline
Error processing SSI file




מנת השבירה


מנת החלוקה של סינוס הזווית הפוגעת בסינוס זווית השבירה נקראת מנת השבירה. מנת השבירה, שסומנה בעזרת האות n, תלויה בסוג שני החומרים שקרן האור עוברת ביניהם.

כאשר קרן אור עוברת מתווך אחד לתווך אחר מהירותה משתנה בהתאם לצפיפות החומר של שני התווכים. בתווך בעל צפיפות חומר גדולה יותר תנוע קרן האור לאט יותר. תכונת צפיפות זו נקראת צפיפות אופטית של החומר. לכל תווך צפיפות אופטית משלו. היחס בין הצפיפות האופטית של תווך אחד לעומת זו של התווך האחר היא שמגדירה את מנת השבירה הקיימת בין שני החומרים.

הנה טבלה המרכזת את מקדמי השבירה של חומרים שונים הנמצאים בריק:

חומרמקדם השבירה
אוויר1.00029
מים1.33
קרח1.31
חלב1.35
שמן זית1.535
אצטון1.36
פלסטיק1.46-1.55
זכוכית1.46-2
יהלום2.417

טבלה


לרוב נתעניין במנת השבירה שבין אוויר לחומר אחר. בקירוב טוב, מקדם השבירה של חומר באוויר שווה למקדם השבירה בריק.

מסלול השבירה של האור זהה גם בכיוון ההפוך. למשל, אם נאיר בפנס מתחת למים, אז קרן האור תישבר באופן דומה כשהיא תגיע לפני המים ותעבור לנוע באוויר.

כיוון הפוך של האור, מתווך 2 לתווך 1


במקרה שלעיל זווית הפגיעה שווה לזווית השבירה מהמקרה המקורי של מעבר האור מהאוויר לתוך המים. מתקיים גם שזווית השבירה במקרה שלעיל שווה לזווית הפגיעה מהמקרה המקורי. נסמן את זווית הפגיעה החדשה כ- i2 ואת זווית השבירה של המקרה ההפוך בעזרת r2. נקבל את המשוואות הבאות,

i2 = r
r2 = i

מהפעלת פונקצית הסינוס על הזוויות נקבל ש-

sin i2 = sin r
sin r2 = sin i

בעזרת שתי משוואות אלו ננסה למצוא ביטוי עבור מנת השבירה מתווך 2 לתווך 1, כלומר עבור מנת השבירה n21,

n21 = sin i2 / sin r2
n21 = sin r / sin i

אבל ידוע לנו כבר ש-

sin i / sin r = n12

sin r / sin i = 1/n12

לכן נקבל ש-

n21 = 1/n12

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - אופטיקה גיאומטרית | אופטיקה גיאומטרית - שבירת האור : מבוא לשבירת האור | חוקי סנל | מנת השבירה | מנת השבירה ומהירות האור | זווית הגבול והחזרה גמורה | שבירת אור דרך לוח | שבירת אור דרך מנסרה ]