انعطاف

ڏسو حرارت برداشت ڪندڙ ڌاتن ۽ سيرامڪس لاءِ، ريفريڪٽري ڌاتون.

پلاسٽڪ جي هڪ بلاڪ ۾ روشنيءَ جي هڪ شعاع جو مڙن

فزڪس ۾ انعطاف (Refraction) هڪ لهر جو پنهنجي اصل رستي سان رخ بدلڻ (redirection) آهي جيئن اها هڪ وچولي کان ٻئي وچولي جي اندر داخل ٿيندي آهي. رخ جو هي بدلائو لهر جي رفتار ۾ تبديلي يا وچولي ۾ تبديلي جي ڪري ٿي سگهي ٿو. روشني جو انعطاف سڀ کان وڌيڪ ڏٺو ويندڙ مظهر آهي، پر ٻيون لهرون جهڙوڪ آواز جون لهرون ۽ پاڻي جون لهرون پڻ انعطاف جو تجربو ڪن ٿيون. هڪ لهر ڪيتري حد تائين موڙي سگهي ٿي، اهو لهر جي رفتار ۾ تبديلي ۽ رفتار جي تبديلي جي نسبت سان لهر جي پکيڙ جي شروعاتي رخ سان طئي ڪيو ويندو آهي.

بصري پرزم ۽ لينس روشني جو رخ موڙن لاءِ انعطاف جو قانون (Laws of Refraction) استعمال ڪندا آهن، جيئن انساني اک ڪندي آهي. مواد جو ريفريڪٽو انڊيڪس روشني جي موج جي ڊيگهه سان مختلف هوندو آهي، ۽ ان ڪري ريفريڪٽو زاويه پڻ ساڳئي طرح مختلف هوندو آهي. ان کي انتشار چئبو آهي ۽ اهو پرزم ۽ مينهن جي ڦڙن کي انڊلٺ ۾ اڇي روشني کي ان جي جزوي اسپيڪٽرل رنگن ۾ ورهائڻ جي اجازت ڏئي ٿو.

عام وضاحت

پاڻيءَ جي گلاس ۾ انحراف. ان جي شڪل جي ڪري، شيشو هڪ مقعر لينس وانگر ڪم ڪري ٿو، جيڪو هڪ پاسي واري الٽي تصوير پيدا ڪري ٿو.

انحراف هڪ لهر جي پکيڙ جي رخ ۾ تبديلي آهي جيڪا ان وچولي جي انحراف انڊيڪس ۾ مقامي تبديلي جي ڪري ٿيندي آهي جنهن ذريعي لهر سفر ڪري ٿي. انحراف انڊيڪس ۾ هي تبديلي لهر جي مرحلي جي رفتار ۾ تبديلي جو سبب بڻجي ٿي. انحراف هر قسم جي لهرن ۾ ٿئي ٿو جيڪي هڪ کان وڌيڪ طول و عرض ۾ ڦهلجن ٿيون. مثالن ۾ روشني، آواز جون لهرون، پاڻي جون لهرون، ۽ زلزلي جون لهرون شامل آهن.

روشني

هڪ پليڪسي گلاس سيمي سرڪل تي روشني جي شعاع (مٿين شعاع) ۽ ان جو انعطاف (هيٺين شعاع)

روشني جو انعطاف - يا وڌيڪ عام طور تي، برقي مقناطيسي لهرن جو انعطاف - تمام آساني سان شعاعي بصريات ذريعي بيان ڪيو ويندو آهي، جيڪو انهن بناوتن تي لاڳو ٿئي ٿو جيڪي طول موج جي مقابلي ۾ وڏيون آهن. مرحلي جي حدن تي، انعطاف شعاع ۾ هڪ ڪِڪ جو سبب بڻجندو آهي. روشني جي شعاع ۽ نارمل جي وچ ۾ زاويه انٽرفيس جي پاسي تي وڏو هوندو آهي جتي انحراف انڊيڪس گهٽ هوندو آهي. رخ ۾ تبديلي وڌيڪ هوندي آهي ته واقعن جو زاويه وڏو هوندو آهي. اهي ٻئي واقعا سنيل جي انحراف جي قانون پاران بيان ڪيا ويا آهن.

هائيگينس- فريسنل اصول جي مطابق ٻن وچولن جي وچ ۾ حد تي هڪ سڌي لهر جي انعطاف.

موج وارو ماڊل، يعني هيوگينس جي اصول جي استعمال سان پڻ انعطاف کي بيان ڪري سگهجي ٿو: واقع روشني جي لهر جا فرنٽ ابتدائي لهرون پيدا ڪن ٿا جيڪي بصري طور تي ڊينس وچولي اندر گهٽ رفتار تي پروپيگٽ ڪن ٿا ۽ تنهن ڪري انهن جي طول موج به گهٽ هوندي آهي. موج جي فرنٽ جا حصا جيڪي پهرين مرحلي جي حد سان ملن ٿا، انهن کي پڻ اڳ ۾ سست ڪيو ويندو آهي، انهي ڪري ته موج جي فرنٽ بصري طور تي ڊينس ميڊيم ڏانهن گھمندو آهي.

پاڻيءَ ۾ انحراف جي ڪري، شعاع ۾ هڪ ڪِنڪ ٺهڻ لڳي ٿي ۽ فاصلا ننڍا نظر اچن ٿا.

اهڙي مرحلي جي حد تي. انعطاف عام طور تي انحراف (انعطاف) کان علاوه ٿئي ٿو. ته جيئن واقع ٿيندڙ روشني جي شعاع ٻن شعاعن ۾ ورهائجي وڃي (هڪ عڪس ٿيل ۽ هڪ عڪس ٿيل شعاع). جيڪڏهن اهي ٻئي آخري شعاع هڪ ساڄي زاويه ٺاهين ٿا، ته پوءِ انعطاف جو زاويه بريوسٽر زاويه آهي. بهرحال، جيڪڏهن انعطاف مڪمل طور تي غائب ٿي وڃي ۽ سڀ روشني انعطاف ڪري، ته ان کي ڪل اندروني انعطاف چيو ويندو آهي. ڪل اندروني انعطاف تڏهن ٿيندو آهي جڏهن روشني جي شعاع آپٽيڪل طور تي ڊينس ميڊيم مان ايندي آهي ۽ انٽرفيس کي نسبتاً گهٽ زاويه تي ٽڪرائيندي آهي. هن صورت ۾، انعطاف ٿيل شعاع جي انعطاف جو زاويه انعطاف جي قانون جي مطابق 90° کان وڌيڪ هوندو، جيڪو جاميٽري طور تي بي معنيٰ آهي. * بهرحال، جيڪڏهن پروپيگيشن ميڊيم جو ريفريڪٽو انڊيڪس مسلسل تبديل ٿئي ٿو، مثال طور، ڪنسنٽريشن ۾ مقامي طور تي بتدريج تبديلي جي ڪري، پروپيگيشن جي رفتار ۾ مسلسل تبديلي اچي ٿي، ۽ شعاعون مڙيل آهن؛ ڏسو، مثال طور، فلڪياتي انعطاف. ٻنهي صورتن ۾، فرمٽ جو اصول لاڳو ٿئي ٿو، جنهن مطابق شعاعون انتهائي، عام طور تي گهٽ ۾ گهٽ، سفر جي وقت يا نظري رستي جي ڊيگهه جا رستا وٺن ٿيون. * موج جي ڊيگهه تي انعطاف جو انحصار (تنهن ڪري، روشني جي صورت ۾، رنگ تي).

tritt an einer derartigen Phasengrenze zusätzlich zur Brechung auch Reflexion auf, so dass der einfallende Lichtstrahl in zwei Strahlen (einen reflektierten und einen gebrochenen Lichtstrahl) aufgetrennt wird. Bilden diese beiden letzteren Strahlen einen rechten Winkel, so ist der Einfallswinkel der Brewster-Winkel. Verschwindet die Brechung jedoch völlig und das gesamte Licht wird reflektiert, so spricht man von Totalreflexion. Zur Totalreflexion kommt es, wenn der Lichtstrahl aus dem optisch dichteren Medium kommt und verhältnismäßig flach auf die Grenzfläche trifft. Dann wäre der Ausfallwinkel des gebrochenen Strahls nach dem Brechungsgesetz größer als 90°, was geometrisch unsinnig ist.

Ändert sich der Brechungsindex des Ausbreitungsmediums jedoch stetig, z. B. wegen sich räumlich allmählich ändernden Stoffkonzentration, findet eine kontinuierliche Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit statt und Strahlen werden gekrümmt, siehe etwa astronomische Refraktion. In beiden Fällen gilt das Fermatsche Prinzip, wonach Strahlen Wege extremaler, meist minimaler Laufzeit beziehungsweise optischer Weglänge nehmen.

Die Abhängigkeit der Brechung von der Wellenlänge (bei Licht also von der Farbe) nennt man Dispersion. Darauf beruht die Eigenschaft eines Prismas, Licht in seine spektralen Bestandteile zu zerlegen.

Anisotrope Materialien sind doppelbrechend, das heißt, die Anteile einer Welle werden in Abhängigkeit ihrer Polarisation unterschiedlich (stark) gebrochen.

• 
  Ein Stab, der in einem leeren Glas steht.
• 
  Nach dem Zufüllen von Wasser erscheint der Stab etwas nach oben geknickt.
• 
  Vergleich der zwei Bilder (Überlagerung).
• 
  Schemazeichnung zur Erklärung des Effekts der 'optischen Hebung'.

Anwendungen

In der technischen Optik findet die Brechung zahlreiche Anwendungen:

• Prismen lenken das Licht um und sorgen mittels Dispersion für die spektrale Auffächerung des Lichts.
• Sammellinsen bündeln das Licht. Dadurch wird die Intensität des Lichts in einem Punkt extrem erhöht (Brennglas). Beim Blick durch eine Sammellinse sieht man ein vergrößertes, virtuelles Bild (Lupe). Außerdem lassen sich mit einer Linse reelle Bilder erzeugen (Diaprojektor, Overheadprojektor, Fotokamera …)
• Teleskope und Mikroskop verwenden Linsensysteme, um weit entfernte oder winzig kleine Objekte zu vergrößern.
• Im menschlichen Auge wird das Licht durch die Brechung an der Hornhaut, an der Augenlinse und dem Glaskörper so gebrochen, dass ein reelles Bild auf der Netzhaut entsteht.
• Brillen und Kontaktlinsen verstärken oder vermindern die Brechung am Auge, um Sehfehler auszugleichen.

Schall

Die Refraktion oder Brechung von Schall ist vergleichbar mit der derjenigen von elektromagnetischen Wellen und beschreibt die Änderung der Ausbreitungsrichtung einer Schallwelle in inhomogenen, elastischen Medien (Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe), in denen die Wellengeschwindigkeit eine Funktion der räumlichen Koordinaten ist. Schallwellen werden in inhomogenen Medien in Richtung der Bereiche gebrochen, die eine geringere Schallgeschwindigkeit aufweisen. Dieser Effekt kann dazu führen, dass Schallwellen in der Atmosphäre oder in Ozeanen relativ weite Strecken zurücklegen.

In der Atmosphäre führen vertikale Windgeschwindigkeits- und Temperaturgradienten zu Refraktion. Die Windgeschwindigkeit nimmt häufig mit der Höhe zu, was dazu führt, dass die Schallwellen zur Erdoberfläche hin gebrochen werden. Das Gleiche gilt, wenn die Temperatur mit der Höhe zunimmt (Inversionswetterlage). Nimmt die Temperatur aber mit der Höhe ab und ist die Windgeschwindigkeit gleichzeitig gering, werden die Schallwellen von der Erde weg gebrochen.

Anwendungen

An Übergängen zwischen Materialien unterschiedlicher Schallgeschwindigkeit werden seismische Wellen in charakteristischer Weise gebrochen. Geophysiker nutzen daher die Brechung von durch Erdbeben ausgelösten Wellen, um Erkenntnisse über den Aufbau des Erdinneren zu gewinnen.

Siehe auch

• Beugung
• Reflexion

Literatur

• سانچو:Literatur

Weblinks

• Brechung bei Leifiphysik

اکين جي سنڀال ۾ انعطاف

طب ۾، خاص طور تي آپٽوميٽري، اکين جي بيمارين ۽ آرٿوپٽڪس ۾ ريفريڪشن (جنهن کي ريفريڪشن جيوميٽري پڻ چيو ويندو آهي) هڪ ڪلينڪل ٽيسٽ آهي. جنهن ۾ هڪ فوروپرٽر مناسب اکين جي سنڀال ڪندڙ پيشه ور طرفان استعمال ڪري سگهجي ٿو. اکين جي ريفريڪشن غلطي کي طئي ڪرڻ لاءِ. ۽ بهترين اصلاحي لينس جيڪي مقرر ڪيا وڃن. گريڊ ٿيل آپٽيڪل طاقتن (يا فوڪل لينگٿ) ۾ ٽيسٽ لينس جو هڪ سلسلو پيش ڪيو ويو آهي. اهو طئي ڪرڻ لاءِ ته ڪهڙو تيز ۽ صاف نظر فراهم ڪري ٿو. ريفريڪشن سرجري هڪ طبي طريقو آهي. عام نظر جي خرابين جي علاج لاءِ. ڊيگهه. ويڪر.

گيلري

• 
• 
• 
• 
• 

پڻ ڏسو

• انعڪاس
• ٻٽو انعطاف
• منفي انعطاف
• مڪمل اندرين انعڪاس
• هيوجين-فريسنل جو اصول
• ريفريڪٽيو انڊيڪسن جي فهرست

ٻاهريان ڳنڍڻا

• Reflections and Refractions in Ray Tracing, a simple but thorough discussion of the mathematics behind refraction and reflection.
• Flash refraction simulation- includes source, Explains refraction and Snell's Law.
•  "Refraction" . Encyclopædia Britannica. Vol. 23 (11th ed.). 1911. pp. 25–29. {{cite encyclopedia}}: Cite has empty unknown parameters: |HIDE_PARAMETER15=, |HIDE_PARAMETER13=, |HIDE_PARAMETER14c=, |HIDE_PARAMETER14=, |HIDE_PARAMETER9=, |HIDE_PARAMETER3=, |HIDE_PARAMETER1=, |HIDE_PARAMETER4=, |HIDE_PARAMETER2=, |HIDE_PARAMETER8=, |HIDE_PARAMETER20=, |HIDE_PARAMETER5=, |HIDE_PARAMETER7=, |HIDE_PARAMETER10=, |separator=, |HIDE_PARAMETER14b=, |HIDE_PARAMETER6=, |HIDE_PARAMETER11=, and |HIDE_PARAMETER12= (help)