Setiap anak sekolah tahu bahwa cahaya dalam medium transparan yang homogen bergerak sepanjang jalur yang lurus. Fakta ini memungkinkan kita untuk mempertimbangkan banyak fenomena optik dalam kerangka konsep berkas cahaya. Artikel ini membahas tentang sudut datang berkas, dan mengapa penting untuk mengetahui sudut ini.
Seberkas cahaya adalah gelombang elektromagnetik mikrometer
Dalam fisika, ada gelombang dari berbagai alam: suara, laut, elektromagnetik dan beberapa lainnya. Namun, istilah "balok" hanya berlaku untuk gelombang elektromagnetik, di mana spektrum tampak adalah bagiannya. Kata "sinar" sendiri dapat direpresentasikan sebagai garis lurus yang menghubungkan dua titik dalam ruang.
Cahaya (sebagai gelombang) dapat dilihat sebagai garis lurus, karena setiap gelombang menyiratkan adanya getaran. Jawaban atas pertanyaan ini terletak pada nilai panjang gelombang. Jadi, untuk laut dan suara, panjangnya berkisar dari beberapa sentimeter hingga puluhan meter. Tentu saja, osilasi seperti itu hampir tidak bisa disebut balok. Panjang gelombang cahaya kurang dari satu mikrometer. Mata manusia tidak dapat membedakan getaran seperti itu, oleh karena itu bagi kita tampaknyabahwa kita melihat sinar langsung.
Demi kelengkapan, perlu dicatat bahwa berkas cahaya hanya terlihat ketika mulai menyebar pada partikel kecil, seperti di ruangan berdebu atau tetesan kabut.
Di mana penting untuk mengetahui sudut di mana balok mengenai rintangan?
Fenomena pemantulan dan pembiasan adalah efek optik paling terkenal yang ditemui seseorang secara harfiah setiap hari ketika dia melihat dirinya di cermin atau minum segelas teh setelah melihat sendok di dalamnya.
Deskripsi matematis pembiasan dan pemantulan membutuhkan pengetahuan tentang sudut datang berkas. Misalnya, fenomena pemantulan ditandai dengan persamaan sudut pantul dan datang. Jika digambarkan dari sisi proses pembiasan, sudut datang dan sudut bias saling berhubungan melalui fungsi sinus dan indeks bias media (hukum Snell).
Sudut di mana berkas cahaya jatuh pada antarmuka antara dua media transparan memainkan peran penting ketika mempertimbangkan efek refleksi total internal dalam bahan optik yang lebih padat. Efek ini diamati hanya dalam kasus sudut datang yang lebih besar dari beberapa nilai kritis.
Definisi geometris dari sudut yang dipertimbangkan
Dapat diasumsikan bahwa ada permukaan yang memisahkan kedua lingkungan. Permukaan ini mungkin datar, seperti dalam kasus cermin, atau mungkin lebih kompleks, seperti permukaan laut yang bergerigi. Bayangkan bahwa di permukaan ini jatuhsinar. Bagaimana cara menentukan sudut datang cahaya? Untuk melakukan ini cukup sederhana. Berikut ini adalah urutan tindakan yang harus dilakukan untuk mencari sudut yang diinginkan.
- Pertama, Anda perlu menentukan titik potong sinar dengan permukaan.
- Melalui O seseorang harus menggambar tegak lurus terhadap permukaan yang dipertimbangkan. Sering disebut biasa.
- Sudut datang balok sama dengan sudut antara itu dan normal. Itu dapat diukur dengan busur derajat sederhana.
Seperti yang Anda lihat, tidak sulit untuk menemukan sudut yang dipertimbangkan. Namun, siswa sering membuat kesalahan dengan mengukur antara bidang dan balok. Harus diingat bahwa sudut datang selalu diukur dari normal, terlepas dari bentuk permukaan dan media tempat ia merambat.
Cermin bulat, lensa dan sinar jatuh pada mereka
Pengetahuan tentang sifat-sifat sudut datang sinar tertentu digunakan dalam konstruksi bayangan pada cermin bola dan lensa tipis. Untuk membangun gambar seperti itu, cukup mengetahui bagaimana dua sinar yang berbeda berperilaku ketika berinteraksi dengan perangkat optik yang disebutkan. Perpotongan sinar-sinar ini menentukan posisi titik bayangan. Dalam kasus umum, seseorang selalu dapat menemukan tiga balok berbeda, yang jalannya diketahui dengan tepat (balok ketiga dapat digunakan untuk memeriksa kebenaran gambar yang dibuat). Sinar ini diberi nama di bawah ini.
- Berjalan sejajar dengan sumbu optik utama perangkat. Ia melewati fokus setelah pemantulan atau pembiasan.
- Sebuah sinar melewati fokus perangkat. Itu selalu mencerminkandibiaskan sejajar sumbu utama.
- Melalui pusat optik (untuk cermin bola itu bertepatan dengan pusat bola, untuk lensa itu ada di dalamnya). Balok seperti itu tidak mengubah lintasannya.
Gambar di atas menunjukkan skema konstruksi gambar untuk opsi berbeda untuk lokasi objek relatif terhadap lensa tipis.
