Uhinen Islapena eta Errefrakzioa: Kontzeptuak eta Legeak

Uhinen islapena eta errefrakzioa

Uhinen islapena eta errefrakzioa ingurune batean hedatzen ari den uhina beste ingurune baten gainazalera heltzen denean gertatzen diren fenomenoak dira. Adibidez, ispiluan islatzen den argia edota airean bidaiatzen ari den argia uretan sartzen denean ikus daitekeena.

Islapena

Islapena deritzon fenomenoan, uhin bat bi inguruneren arteko banaketa-gainazalera iristean, uhina itzuli egiten da lehenengo ingurunera, uhinaren energiaren parte bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz. Beraz, islapenean uhina ez da bigarren ingurunera pasatzen. Irudian izpi erasotzailea eta islatua ikusten dira, beraien norabideak eraso-angeluak (e) eta islapen-angeluak (i) definituta.

Islapenaren legeak

Islapenaren legeek honakoa diote:

• Izpi erasotzailea, normala eta izpi islatua plano berean daude.
• Eraso-angelua (ê) eta islapen-angelua (î) berdinak dira.

Islapenean, uhin erasotzaileak eta islatuak maiztasun, abiadura eta uhin-kopuru bera dute.

Errefrakzioa

Errefrakzio fenomenoan, uhin bat bi ingurune banatzen dituen gainazalera iristean, bigarren ingurunean sartzen da, uhinaren energiaren zati bat eramanez eta hedapen-norabidea aldatuz. Errefrakzioa uhinaren abiaduraren aldaketaren ondorioz sortzen da. Irudian izpi erasotzailea eta errefraktatua ikusten dira, beraien norabideak eraso-angeluak eta errefrakzio-angeluak definituta.

Errefrakzioaren legeak eta Snell-en legea

Errefrakzioaren legeek honakoa diote:

• Izpi errefraktatua, normala eta izpi erasotzailea plano berean daude.
• Eraso-angeluaren sinuaren eta errefrakzio-angeluaren sinuaren arteko erlazioa konstantea da, eta uhin-higidurak bi inguruneetan dituen hedapen-abiaduren erlazioaren berdina da.

Kantitate konstante horri bigarren inguruneak lehenengoarekiko duen errefrakzio-indize erlatiboa deritzo:

sin e / sin r = v₁ / v₂

Kontuan hartuta n = c / v dela, orduan: sin e / sin r = n₂ / n₁; hau da, n₁ · sin e = n₂ · sin r.

Errefrakzioan maiztasuna ez da aldatzen; hedapen-abiadura, berriz, aldatu egiten da eta, ondorioz, baita uhin-luzera ere.

Muga-angelua eta erabateko islapena

Argia ingurune batetik errefrakzio-indize txikiagoko beste ingurune batera pasatzen denean, normaletik urrunduz errefraktatzen da. Eraso-angelua gero eta handiagoa denez, errefrakzio-angelua handiagoa egingo da.

Eraso-angelu jakin batean —muga-angelua (L) deritzona— errefrakzio-angeluak 90º-ko balioa hartzen du. Eraso-angeluak hori baino handiagoak badira, argi guztia islatu egiten da; orduan, islapen osoa edo erabateko islapena gertatu dela esaten dugu.

Argiaren islapen osoa eta aplikazioak

n₂ > n₁ denean (edo bigarren ingurunea errefringenteagoa denean), izpi errefraktatua normalera hurbiltzen da. Alderantziz, n₁ > n₂ denean, normaletik urruntzen da. Muga-angeluaren balioa lortzeko, errefrakzio-angelua 90º dela jotzen dugu:

n₁ · sin L = n₂ · sin 90º → sin L = n₂ / n₁

Fenomeno horren aplikaziorik ezagunena zuntz optikoa da. Zuntza errefrakzio handiko beirazko edo plastikozko hariez osatuta dago. Aplikazio-eremu nagusiak telekomunikazioak, medikuntza eta apainketa dira.