Òfin Snell nínú Ìyípadà Ìmọ́lẹ̀
Ìfàmọ́lẹ̀ ìmọ́lẹ̀ jẹ́ ohun tó ṣe pàtàkì láti mọ bí ìmọ́lẹ̀ ṣe ń bá onírúurú ohun èlò lò. Ọ̀kan lára àwọn òfin pàtàkì tí a lò láti ṣàlàyé ìtàn ìmọ́lẹ̀ ni Òfin Snell. Àpilẹ̀kọ yìí yóò jíròrò Òfin Snell ní kíkún, yóò sì bo ìtàn rẹ̀, àwọn ìlànà ìpìlẹ̀, àwọn ìlànà ìṣirò, àwọn ìlò rẹ̀, àti àpẹẹrẹ.
Ìtàn Àtilẹ̀wá
Wọ́n sọ òfin Snell ní orúkọ Willebrord Snellius (1580–1626), onímọ̀ ìṣirò àti onímọ̀ ìjìnlẹ̀ nípa sánmọ̀ ará Netherlands. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé Snellius ṣàwárí òfin náà ní ọdún 1621, a ti mọ èrò ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ láti ìgbà àtijọ́. Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì bíi Ptolemy àti Ibn Sahl ti ṣe ìwádìí ìṣáájú lórí ìṣẹ̀lẹ̀ náà, ṣùgbọ́n òfin Snell pèsè ìlànà ìṣirò pàtó.
Snellius ṣàwárí pé nígbà tí ìmọ́lẹ̀ bá kọjá àlà láàárín àwọn ohun èlò méjì tó yàtọ̀ síra, bíi afẹ́fẹ́ àti omi, tàbí afẹ́fẹ́ àti dígí, àwọn ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ máa ń tẹ̀—ohun kan tí a mọ̀ sí ìfàmọ́ra. A lè ṣàlàyé ìṣẹ̀lẹ̀ yìí nípasẹ̀ òfin pàtàkì kan tí a mọ̀ sí Òfin Snell báyìí.
Àwọn Ìlànà Pàtàkì ti Òfin Snell
Òfin Snell ṣàlàyé ìbáṣepọ̀ láàárín igun ìṣẹ̀lẹ̀ àti igun ìfàmọ́ra ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ bí ó ṣe ń la ààlà láàrín àwọn media méjì pẹ̀lú àwọn àmì ìfàmọ́ra tí ó yàtọ̀ síra kọjá. A lè ṣàkópọ̀ ìlànà ìpìlẹ̀ òfin yìí gẹ́gẹ́ bí èyí:
\[
n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)
\]
Mo ṣe é:
– \(n_1 \) ni atọka refractive ti alabọde akọkọ.
– \( \theta_1 \) ni igun iṣẹlẹ, iyẹn ni igun laarin itansan iṣẹlẹ ati laini deede ni opin alabọde naa.
– \( n_2 \) ni atọka refractive ti alabọde keji.
– \( \theta_2 \) ni igun refraction, eyi ti o jẹ igun laarin ray refracted ati laini deede ni opin alabọde naa.
Àtọ́ka Ìmọ́lẹ̀
Àtọ́ka ìfàmọ́ra (\( n \)) ti alabọde jẹ́ ìdúró tí ó ń ṣàlàyé iye ìmọ́lẹ̀ tí yóò tẹ̀ tàbí tí yóò yípadà nígbà tí ó bá wọ inú àárín yẹn. A ṣe àgbékalẹ̀ àtọ́ka ìfàmọ́ra gẹ́gẹ́ bí:
\[
n = \frac{c}{v}
\]
Níbi tí \(c \) jẹ́ iyára ìmọ́lẹ̀ nínú afẹ́fẹ́ àti \(v \) jẹ́ iyára ìmọ́lẹ̀ nínú afẹ́fẹ́. Fún àpẹẹrẹ, iyára afẹ́fẹ́ jẹ́ nǹkan bí 1,0, nígbà tí iyára afẹ́fẹ́ jẹ́ nǹkan bí 1,5.
Àlàyé nípa Ìfàmọ́lẹ̀ Ìmọ́lẹ̀
A le ṣe àlàyé ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ nípa lílo àwọn ìlànà ìpìlẹ̀ ti àwọn ohun tí ń mú ìmọ́lẹ̀ jáde. Nígbà tí ìmọ́lẹ̀ bá wọ inú ohun èlò kan pẹ̀lú àmì ìfàmọ́ra tí ó yàtọ̀, díẹ̀ lára agbára ìmọ́lẹ̀ ni a gbé jáde, àwọn kan sì ń farahàn. Apá tí a gbé jáde náà máa ń ní ìyípadà nínú iyàrá, èyí tí ó máa ń fa ìyípadà nínú ìtọ́sọ́nà. Ìdí nìyí tí dígí fi lè mú kí àwọn nǹkan tí ó wà lẹ́yìn rẹ̀ dàbí èyí tí ó tẹ̀ tàbí tí ó yí padà.
Ìwọ̀n ìgbì ìmọ́lẹ̀ náà tún ní ipa lórí ìfàmọ́ra. A mọ ìṣẹ̀lẹ̀ yìí sí ìfọ́ká, a sì lè rí i nígbà tí ìmọ́lẹ̀ funfun bá kọjá prism kan, tí ó ń mú àwọn àwọ̀ onírúurú jáde. Ìfọ́ká máa ń ṣẹlẹ̀ nítorí pé ìmọ́lẹ̀ pẹ̀lú àwọn ìgbì gígùn tó yàtọ̀ síra ni a máa ń tàn ní àwọn igun tó yàtọ̀ síra nígbà tí a bá ń kọjá láàárín ohun èlò pẹ̀lú àmì ìfàmọ́ra tí kò dọ́gba.
Àwọn Àpẹẹrẹ Ìlò Òfin Snell
1. Okùn Ojú-ìwé: Ọ̀nà kan tí a lè gbà lo òfin Snell ni ìmọ̀-ẹ̀rọ okùn okùn. Okùn okùn jẹ́ okùn tí a fi gilásì tàbí ike ṣe tí ó ń lo ìlànà ìfàmọ́ra àti ìṣàfihàn inú pátápátá láti fi dátà ránṣẹ́. Ìmọ́lẹ̀ tí a fi okùn okùn rán ni a máa ń yí padà nígbà gbogbo tí a sì máa ń fi hàn lórí okùn náà, èyí tí ó ń jẹ́ kí dátà náà wà ní iyàrá gíga àti ní ọ̀nà jíjìn.
2. Àwọn lẹ́nsì àti Gíláàsì: Àwọn lẹ́nsì nínú àwọn máíkrósíkrọ́sì, àwọn tẹ́lísíkrọ́sì, àwọn kámẹ́rà, àti àwọn gíláàsì ni a ṣe gẹ́gẹ́ bí Òfin Snell. Nípa sísopọ̀ àwọn lẹ́nsì tí a fi àwọn ohun èlò ṣe pẹ̀lú àwọn àmì ìfàmọ́ra pàtó, a lè darí ìmọ́lẹ̀ láti mú kí ìran wa sunwọ̀n síi tàbí láti mú kí àwòrán àwọn ohun jíjìnnà tàbí àwọn ohun kékeré pọ̀ sí i.
3. Àwọn Pírísímàtì àti Ìtúká: A máa ń lo Pírísímà nínú àwọn ohun èlò ìrísí láti ya ìmọ́lẹ̀ sọ́tọ̀ gẹ́gẹ́ bí ìwọ̀n ìgbì rẹ̀. Ìtúká, tàbí pípín ìmọ́lẹ̀ sí onírúurú àwọ̀, máa ń wáyé nítorí ìyàtọ̀ nínú àtọ́ka ìfàmọ́ra fún onírúurú ìwọ̀n ìgbì ìmọ́lẹ̀. Òfin Snell ń ran lọ́wọ́ láti ṣàlàyé bí a ṣe ń tẹ̀ ìmọ́lẹ̀ àti bí a ṣe ń yà á sọ́tọ̀ nínú rìsímà.
4. Orí Àdánwò: Àwọn ipa ojú bíi ìrísí jẹ́ àpẹẹrẹ ìtànṣán ìmọ́lẹ̀. Lábẹ́ àwọn ipò kan, ìyàtọ̀ nínú ìwọ̀n afẹ́fẹ́ (àti nítorí náà, àtọ́ka ìtànṣán rẹ̀) lè fa kí ìmọ́lẹ̀ tẹ̀ lọ́nà tí ó mú kí àwọn nǹkan jíjìnnà dàbí ẹni pé wọ́n wà lókè ilẹ̀ tàbí omi.
Àwọn Àpẹẹrẹ Ìbéèrè àti Ìdáhùn
Láti lóye bí a ṣe ń lo òfin Snell dáadáa, ẹ jẹ́ ká wo àpẹẹrẹ kan tó rọrùn:
> Ìbéèrè: Ìtànṣán ìmọ́lẹ̀ kan wá láti afẹ́fẹ́ sínú omi ní igun ìṣẹ̀lẹ̀ ti \( 30^\circ \). Tí àmì ìfàmọ́ra afẹ́fẹ́ bá jẹ́ 1 (n_1) àti àmì ìfàmọ́ra omi jẹ́ 1,33 (n_2), kí ni igun ìfàmọ́ra nínú omi (θ_2)?
Ojutu:
Lilo agbekalẹ ofin Snell:
\[
n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)
\]
Nípa ìyípadà \( n_1 = 1 \), \( \theta_1 = 30^\circ \), àti \( n_2 = 1,33 \):
\[
1 \ ẹṣẹ (30 ^ \ circ) = 1,33 \ ẹṣẹ (\theta_2)
\]
Láti ìgbà tí \( \sin(30^\circ) = 0.5 \):
\[
0.5 = 1.33 \sin(\theta_2)
\]
\[
\sin(\theta_2) = \frac{0.5}{1.33} \nnọ́mbà 0.375
\]
Ní gbígba arc sine ti 0.375, a gba:
\[
\theta_2 \approx \sin^{-1}(0.375) \approx 22^\circ
\]
Nítorí náà, igun ìfàmọ́ra jẹ́ nǹkan bíi \( 22^\circ \).
Ipari
Òfin Snell jẹ́ ìlànà pàtàkì nínú àwọn ohun èlò ìfọ́mọ́ra tí ó ṣàlàyé ìfọ́mọ́ra ìmọ́lẹ̀ bí ó ṣe ń kọjá ààlà láàrín àwọn ohun èlò méjì pẹ̀lú àwọn àmì ìfọ́mọ́ra tí ó yàtọ̀ síra. Lílóye òfin yìí fún wa láyè láti ṣe onírúurú ẹ̀rọ ìfọ́mọ́ra tí ó wúlò gidigidi ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́, láti àwọn awò ojú sí àwọn ètò ìbánisọ̀rọ̀ okùn-ojú. Ìjíròrò yìí tún fi bí Òfin Snell ṣe ń kó ipa pàtàkì nínú àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ìfọ́mọ́ra àdánidá tí a ń rí lójoojúmọ́ hàn.
