အလင်း၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုဆိုင်ရာ Snell ၏ ဥပဒေ
အလင်း၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုသည် အလင်းသည် မတူညီသော မီဒီယာများနှင့် မည်သို့ အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိသည်ကို နားလည်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ် လိုအပ်သော အလင်းဆိုင်ရာ ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ အလင်း၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို ရှင်းပြရန် အသုံးပြုသော အခြေခံဥပဒေများထဲမှ တစ်ခုမှာ Snell's Law ဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးတွင် ၎င်း၏ သမိုင်းနောက်ခံ၊ အခြေခံမူများ၊ သင်္ချာဖော်မြူလာများ၊ အသုံးချမှုများနှင့် ဥပမာများကို လွှမ်းခြုံထားသည့် Snell's Law ကို အသေးစိတ် ဆွေးနွေးပါမည်။
သမိုင်းနောက်ခံ
Snell's Law ကို ဒတ်ချ် သင်္ချာပညာရှင်နှင့် နက္ခတ္တဗေဒပညာရှင် Willebrord Snellius (1580–1626) ကို အစွဲပြု၍ အမည်ပေးထားသည်။ Snellius သည် ၁၆၂၁ ခုနှစ်တွင် ထိုဥပဒေကို ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သော်လည်း အလင်း၏ လမ်းကြောင်းလွဲခြင်း သဘောတရားကို ရှေးခေတ်ကတည်းက သိရှိခဲ့ကြသည်။ Ptolemy နှင့် Ibn Sahl ကဲ့သို့သော သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ထိုဖြစ်စဉ်အပေါ် အစောပိုင်း သုတေသနများ ပြုလုပ်ခဲ့ကြသော်လည်း Snell's Law သည် တိကျသော သင်္ချာဆိုင်ရာ ဖော်မြူလာတစ်ခုကို ပေးပါသည်။
Snellius သည် အလင်းသည် လေနှင့်ရေ သို့မဟုတ် လေနှင့်ဖန်ကဲ့သို့သော မတူညီသော မီဒီယာနှစ်ခုကြားရှိ နယ်နိမိတ်ကို ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ အလင်းတန်းများသည် ကွေးညွှတ်သွားကြောင်း ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့ပြီး ၎င်းကို ရောင်ပြန်ဟပ်ခြင်းဟု လူသိများသော ဖြစ်စဉ်တစ်ခုဖြစ်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤဖြစ်စဉ်ကို ယခုအခါ Snell's Law ဟု လူသိများသော အခြေခံနိယာမဖြင့် ရှင်းပြနိုင်သည်။
Snell's Law ရဲ့ အခြေခံမူများ
Snell ၏ ဥပဒေသသည် အလင်းတန်းတစ်ခုသည် မတူညီသော အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းများရှိသော မီဒီယာနှစ်ခုကြား နယ်နိမိတ်ကို ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ ၎င်း၏ ကျရောက်မှုထောင့်နှင့် အလင်းယိုင်ထောင့်ကြား ဆက်နွယ်မှုကို ဖော်ပြထားသည်။ ဤဥပဒေသ၏ အခြေခံမူကို အောက်ပါအတိုင်း အကျဉ်းချုပ်နိုင်ပါသည်။
\[
n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)
\]
ဘယ်နေရာ:
–\( n_1\) သည် ပထမအလတ်စား၏ ယိုင်ညွှန်းကိန်းဖြစ်သည်။
– \( \theta_1 \) သည် ကျရောက်မှုထောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကြားခံနယ်နိမိတ်ရှိ ဖြစ်ပေါ်မှုရောင်ခြည်နှင့် ပုံမှန်မျဉ်းကြားရှိ ထောင့်ဖြစ်သည်။
–\( n_2\) သည် ဒုတိယအလွှာ၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ဖြစ်သည်။
– \( \theta_2 \) သည် အလင်းယိုင်ထောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် အလင်းယိုင်ရောင်ခြည်နှင့် ကြားခံနယ်နိမိတ်ရှိ ပုံမှန်မျဉ်းကြားရှိ ထောင့်ဖြစ်သည်။
အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း
ကြားခံတစ်ခု၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း (\( n \)) သည် ကြားခံတစ်ခုထဲသို့ ဝင်ရောက်သောအခါ အလင်းမည်မျှ ကွေးမည် သို့မဟုတ် ရောင်ပြန်မည်ကို ဖော်ပြသည့် ကိန်းသေတစ်ခုဖြစ်သည်။ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်မြူလာလုပ်ထားသည်-
\[
n = \frac{c}{v}
\]
ဤတွင် \( c \) သည် လေဟာနယ်တွင် အလင်း၏အလျင်ဖြစ်ပြီး \( v \) သည် ကြားခံနယ်တွင် အလင်း၏အလျင်ဖြစ်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လေ၏ ယိုင်ယွင်းညွှန်းကိန်းသည် ၁.၀ ခန့်ရှိပြီး ဖန်၏ ယိုင်ယွင်းညွှန်းကိန်းမှာ ၁.၅ ခန့်ရှိသည်။
အလင်း၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှု၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ရှင်းလင်းချက်
အလင်း၏ ယိုင်ယွင်းမှုကို အလင်းပညာ၏ အခြေခံမူများကို အသုံးပြု၍ ရှင်းပြနိုင်ပါသည်။ အလင်းသည် ယိုင်ယွင်းညွှန်းကိန်း မတူညီသော ကြားခံတစ်ခုထဲသို့ ဝင်ရောက်သောအခါ အလင်းစွမ်းအင်အချို့ ထုတ်လွှင့်ပြီး အချို့မှာ ရောင်ပြန်ဟပ်သည်။ ထုတ်လွှင့်သော အစိတ်အပိုင်းသည် အမြန်နှုန်းပြောင်းလဲမှုကို ကြုံတွေ့ရပြီး ဦးတည်ရာပြောင်းလဲမှုကို ဖြစ်စေသည်။ ထို့ကြောင့် ဖန်သည် ၎င်းနောက်ရှိ အရာဝတ္ထုများကို ကွေးညွှတ်ခြင်း သို့မဟုတ် နေရာရွေ့သွားခြင်းကဲ့သို့ ထင်ရစေနိုင်သည်။
အလင်းရဲ့ လှိုင်းအလျားကလည်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှုကို သက်ရောက်မှုရှိပါတယ်။ ဒီဖြစ်စဉ်ကို ပျံ့နှံ့မှုလို့ ခေါ်ပြီး အဖြူရောင်အလင်းဟာ ပရစ်ဇမ်တစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသွားတဲ့အခါ အရောင်တွေရဲ့ ရောင်စဉ်တန်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပါတယ်။ ကွဲပြားတဲ့ လှိုင်းအလျားရှိတဲ့ အလင်းဟာ ညီညာမှုမရှိတဲ့ ရောင်ပြန်ညွှန်းကိန်းရှိတဲ့ ကြားခံတစ်ခုကို ဖြတ်သန်းသွားတဲ့အခါ ကွဲပြားတဲ့ ထောင့်တွေမှာ ရောင်ပြန်ဟပ်လို့ ပျံ့နှံ့မှု ဖြစ်ပေါ်ပါတယ်။
Snell's Law အသုံးချမှု ဥပမာများ
၁။ ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်စ်- Snell's Law ၏ လက်တွေ့အသုံးချမှုတစ်ခုမှာ ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်စ်နည်းပညာတွင်ဖြစ်သည်။ ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်စ်များသည် ဒေတာပို့လွှတ်ရန်အတွက် ရောင်ပြန်ဟပ်မှုနှင့် အတွင်းပိုင်းရောင်ပြန်ဟပ်မှု၏ မူများကို အသုံးပြုသည့် ကောင်းမွန်သောဖန် သို့မဟုတ် ပလတ်စတစ်ဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော ကြိုးများဖြစ်သည်။ ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်စ်မှတစ်ဆင့် ပေးပို့သော အလင်းသည် အဆက်မပြတ် ရောင်ပြန်ဟပ်ပြီး ကြိုးတစ်လျှောက်တွင် ရောင်ပြန်ဟပ်နေပြီး ဒေတာကို မြင့်မားသောအမြန်နှုန်းနှင့် အကွာအဝေးရှည်များတွင် ပို့လွှတ်နိုင်စေပါသည်။
၂။ မှန်ဘီလူးများနှင့် မျက်မှန်များ- မိုက်ခရိုစကုပ်၊ တယ်လီစကုပ်၊ ကင်မရာများနှင့် မျက်မှန်များရှိ မှန်ဘီလူးများအားလုံးကို Snell ၏ ဥပဒေအပေါ် အခြေခံ၍ ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ သတ်မှတ်ထားသော အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းများပါရှိသော ပစ္စည်းများဖြင့် ပြုလုပ်ထားသော မှန်ဘီလူးများကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် မြင်ကွင်းကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေရန် သို့မဟုတ် ဝေးလံသော သို့မဟုတ် အလွန်သေးငယ်သော အရာဝတ္ထုများ၏ ရုပ်ပုံများကို ချဲ့ထွင်ရန် အလင်းကို အာရုံစိုက်နိုင်သည်။
၃။ ပရစ်ဇမ်များနှင့် ပျံ့နှံ့မှု- ပရစ်ဇမ်များကို အလင်းတန်းများ၏ လှိုင်းအလျားအပေါ် အခြေခံ၍ အလင်းကို ခွဲခြားရန် အလင်းတန်းကိရိယာများတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ပျံ့နှံ့မှု သို့မဟုတ် အလင်းကို အရောင်ရောင်စဉ်အဖြစ် ပိုင်းခြားခြင်းသည် အလင်း၏ လှိုင်းအလျားအမျိုးမျိုးအတွက် အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း ကွဲပြားမှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်သည်။ Snell ၏ ဥပဒေသည် အလင်းကို ပရစ်ဇမ်တစ်ခုတွင် မည်သို့ကွေးညွှတ်ပြီး ခွဲထုတ်သည်ကို ရှင်းပြရန် ကူညီပေးသည်။
၄။ မှော်ဦးခေါင်း- mirages ကဲ့သို့သော အမြင်အာရုံအကျိုးသက်ရောက်မှုများသည် အလင်းယိုင်ခြင်း၏ ဥပမာများလည်းဖြစ်သည်။ အချို့သောအခြေအနေများတွင်၊ လေထုသိပ်သည်းဆ (နှင့် ထို့ကြောင့် ၎င်း၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်း) ကွာခြားမှုများသည် အလင်းကို ဝေးလံသောအရာဝတ္ထုများကို မြေပြင် သို့မဟုတ် ရေပြင်အထက်တွင် ရှိနေပုံပေါ်စေသည့် ပုံစံဖြင့် ကွေးညွှတ်စေနိုင်သည်။
နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဖြေရှင်းချက်များ
Snell's Law ရဲ့ အသုံးချမှုကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ဖို့ ရိုးရှင်းတဲ့ ဥပမာပြဿနာတစ်ခုကို ကြည့်ကြရအောင်-
> မေးခွန်း- အလင်းတန်းတစ်ခုသည် လေမှ ရေထဲသို့ ကျရောက်သောထောင့် \(30^\circ \) ဖြင့် ကျရောက်သည်။ လေ၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းသည် 1 (n_1) ဖြစ်ပြီး ရေ၏ အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းသည် 1,33 (n_2) ဖြစ်ပါက ရေတွင် အလင်းယိုင်ထောင့် (θ_2) မည်မျှရှိသနည်း။
ဖြေရှင်းချက်:
Snell's Law ဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍-
\[
n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)
\]
\( n_1 = 1 \), \( \theta_1 = 30^\circ \), နှင့် \( n_2 = 1,33 \ တို့ကို အစားထိုးခြင်းဖြင့်-
\[
1 \sin(30^\circ) = 1,33 \sin(\theta_2)
\]
\( \sin(30^\circ) = 0.5 \ ဖြစ်သောကြောင့်):
\[
၀.၅ = ၁.၃၃ \sin(\theta_2)
\]
\[
\sin(\theta_2) = \frac{0.5}{1.33} \approx 0.375
\]
0.375 ရဲ့ arc sine ကိုယူရင် အောက်ပါအတိုင်းရပါတယ်။
\[
\theta_2 \simply \sin^{-1}(0.375) \simply 22^\circ
\]
ထို့ကြောင့် ရောင်ပြန်ထောင့်သည် \(22^\circ\) ခန့်ဖြစ်သည်။
နိဂုံး
Snell's Law သည် အလင်းသည် အလင်းယိုင်ညွှန်းကိန်းများ မတူညီသော မီဒီယာနှစ်ခုကြား နယ်နိမိတ်ကို ဖြတ်သန်းသွားသောအခါ အလင်း၏ ယိုင်ခြင်းကို ရှင်းပြသည့် အလင်းပညာတွင် အခြေခံမူတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဥပဒေကို နားလည်ခြင်းသည် မျက်မှန်များမှသည် ဖိုက်ဘာအော့ပတစ် ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များအထိ နေ့စဉ်ဘဝတွင် အလွန်အသုံးဝင်သော အလင်းပညာဆိုင်ရာ ကိရိယာအမျိုးမျိုးကို ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်စေပါသည်။ ဤဆွေးနွေးချက်သည် Snell's Law သည် ကျွန်ုပ်တို့နေ့စဉ်တွေ့မြင်နေရသော သဘာဝအလင်းပညာဖြစ်စဉ်များတွင် မည်သို့အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ကြောင်းကိုလည်း ပြသပါသည်။
