Unterschied zwischen Einfallswinkel und Brechungswinkel

Schlüsseldifferenz - Einfallswinkel vs. Brechungswinkel
 

Das Hauptunterschied zwischen Einfallswinkel und Brechungswinkel ist die sequentielle Reihenfolge der beiden Winkel, die an einer Medienschnittstelle durch eine Welle gebildet wird.

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 eine Brechung einer Welle. Dieser Artikel ist der Einfachheit halber besonders auf Lichtstrahlen fokussiert.

Definition von Einfallswinkel und Brechungswinkel

Einfallswinkel ist der Winkel zwischen der Normalen an der Grenzfläche und dem einfallenden Strahl.

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 zuerst einen Blick darauf werfen Gesetze der Brechung.

1. Einfallender Strahl, gebrochener Strahl und die Normale an der Grenzfläche liegen in derselben Ebene.
2. 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.

Denken Sie an die Eigenschaft der Reversibilität des Lichts. Wenn wir einfach die Richtung des Lichtstrahls umkehren, indem wir das gegenwärtige Ende als Anfang und den gegenwärtigen Anfang als Ende betrachten, wird der Lichtstrahl den gleichen Weg verfolgen.

Bildung von Einfallswinkel und Brechungswinkel

Der Unterschied zwischen einfallendem und gebrochenem Strahl hängt davon ab, ob der Lichtstrahl an die Grenzfläche gelangt oder die Grenzfläche verlässt. Stellen Sie sich einen Lichtstrahl als einen Strom von Photonen vor. Der Partikelstrom trifft auf die Grenzfläche und bildet einen bestimmten Winkel mit der Normalen, sinkt dann in das andere Medium und macht im Wesentlichen einen anderen Winkel als die Normalen.

Das Einfallswinkel kann manuell variiert werden, da es vom Medium unabhängig ist. Aber die Brechungswinkel wird durch die Brechungsindizes der Medien definiert. Je größer die Differenz zwischen den Brechungsindizes, desto größer die Differenz zwischen den Winkeln.

Lage des Einfallswinkels und des Brechungswinkels relativ zur Grenzfläche

Geht ein Lichtstrahl von Medium1 auf Medium2, liegt der Einfallswinkel im Medium1 und der Brechungswinkel im Medium2 und umgekehrt, um die Medien auszutauschen.

Beide Winkel werden mit der Normalen an der Schnittstelle von Medien gemacht. 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

Als Einfallswinkel kann ein beliebiger Wert zwischen 0 und 90 Grad zugewiesen werden. Der gebrochene Strahl kann jedoch nicht verwendet werden, wenn der Lichtstrahl aus dem selteneren Medium stammt. Für den gesamten Bereich des Einfallswinkels erreicht der Brechungswinkel einen Maximalwert, der genau dem kritischen Winkel entspricht, der als nächstes beschrieben wird.

Brechung von einem dichteren zu einem selteneren Medium

Dies gilt nicht für Situationen, in denen der Lichtstrahl von einem dichteren Medium kommt. Wenn wir den Einfallswinkel allmählich vergrößern, wird der Refraktionswinkel ebenfalls schnell ansteigen, bis ein bestimmter Wert des Einfallswinkels erreicht wird. Bei diesem kritischen Winkel (c) des einfallenden Strahls erreicht der gebrochene Lichtstrahl seinen maximalen Wert von 90 Grad (der gebrochene Strahl geht entlang der Grenzfläche) und verschwindet für einen Moment. Wenn wir versuchen, den Einfallswinkel weiter zu vergrößern, werden wir im dichteren Medium ein plötzliches Auftreten eines reflektierten Strahls sehen, der nach den Reflexionsgesetzen denselben Winkel bildet. Der Einfallswinkel an diesem Punkt wird als kritischer Winkel bezeichnet und es gibt keine weitere Brechung.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass beide Phänomene, wenn auch unterschiedlich kategorisiert, nur auf die Umkehrbarkeit des Lichts zurückzuführen sind.

Hauptunterschied

Der Hauptunterschied zwischen dem Einfallswinkel und dem Brechungswinkel ist die sequentielle Reihenfolge der beiden Winkel, die an einer Mediengrenzfläche durch eine Welle gebildet werden.

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