(물1)최소작용의 원리와 굴절, 신기루
게시글 주소: https://i.orbi.kr/00038764408
고2 과외돌이 굴절이랑 신기루 설명 한 방법
최소작용의 원리(빛 한정) : 빛은 거리상 최단경로가 아니라, 시간이 최소로 걸리는 경로(최소 시간 경로) 선택해서 움직입니다. 이건 빛(과 파동)의 고유 성질이라고 보면 됩니다. 이 때문에 최단경로로 이동하기 위해 굴절을 하게 되는데, 이걸 해안에서의 구조작업에 비유하면 다음과 같습니다.
당연히 구조대원은 땅에서는 뛸 수 있으니 더 빠르게 움직입니다.
누가 봐도 경로 (1)은 멍청한 경로입니다.
경로 (2)와 (3)을 비교하면 수직보다는 살짝 대각선으로 움직이는게 효율적일 것 이므로(직관), (2)가 제일 빨리 도착할 것임을 알 수있습니다.
이 상황은 파동에서 최소작용의 원리를 증명하는 상황과 다를 것이 없어서 실제로 계산 해 보면 최단시간 경로에서 스넬법칙이 성립합니다.
이제 신기루를 이해 해 봅시다.
사막에선 지면이 달궈져서 땅 근처에서 공기의 온도가 더 높습니다.
사람의 눈과 하늘의 거리 상 최단경로는 직선인 (1)입니다.
하지만 빛은 최소 시간 경로로 움직여야 합니다. 속도가 빠른 편인 뜨거운 공기를 살짝 거쳐가는 경로가 시간이 덜 걸릴겁니다.
따라서 경로 (2)가 최단시간 경로가 되고, 사람 입장에서 빛의 궤도를 연장하면 오아시스가 있는 것 같은 착각을 하게 됩니다.
바다에선 물의 비열이 커서 수면 근처에서 더 차갑고, 반대로 일어납니다.
이렇게 이해하면 신기루 까먹을 일 없겠죠?
0 XDK (+0)
유익한 글을 읽었다면 작성자에게 XDK를 선물하세요.
-
홍대 킹콩포차에서 기다릴게~
-
운동장에 강 만들기 쌉가능
-
또 잠시 소강상태
-
영어 제댜로 안해봐서 뭐가 어려운 유형인지... 빈칸 인가요?
-
여친이랑 저나하고온데 . 아.
-
진짜 엄청 예쁜 학원분이랑 하교 길마다 마주쳐서 번호 여쭤봤는데 남친 있으시데서...
-
문사철 교차 2
웬만하면 하지마쇼 주변 사례보면 그냥 반수 발사대임
-
곧 내려갈듯
-
경홍뱃지가 많구나 10
다군에 중앙을 박을 수는 없으니
-
많이없겠뎌? 반수 한달찬데 낼 7투스 못볼까봐 걱정되는디
-
나 좋아혀? 10
그냥 물어봤어
-
진짜 몰?루
-
프사바꿈 4
루피귀엽죠
-
사람은 없는데 물건이 올려져있거나 해서 자리 찾는데 애 좀 먹음.. 내일부턴 좀 일찍 가야겠음..
-
오리고기 다들 뭐랑 같이 먹음? 오리고기 굽는중인데 허니머스타드 찍어먹을까 쌈잠찍어먹을까 고민중
-
우리엄마 아빠.. 너무 고맙다...
-
수고하자.
-
저는 문학 화작 김젬마 선생님 독서는 피램 선생님꺼
-
실시간 위성영상 4
-
오늘 왁굳형이 영상올린거 보고 대학 들어가기 전까지 유튜브 채널은 3개만 봐야겠다...
-
천둥번개친당 2
부지런행
-
아쉽누
-
방학 아직 안했는데... 학교가기 너무 싫다
-
뇌우 1
지구과학 선택자들 설명해줭
-
과탐하는 애들아 10
번개칠 때 젓가락 들고 있으면 쥭음?
-
왜냐하면.. 실험복을 안입으니까..
-
군주의 실정에 대한 경고 ㄷㄷ
-
봤어요? 저는 일단 어느분 프로필 봤는데 2000까지 봤어요
-
부엉이 정전되면 좋겠다 17
후레시 켜놓고 동그랗게 앉아서 마피아하면서 놀고싶어
-
물독서 기원 아니면 22처럼 다죽어라 기원
-
글씨를 예쁘게 써보려고 노력하는데 글씨 평가좀요.. 이거는 옛날에 알아볼 수 없게 풀던때
-
이정도면 무난...?
-
문제 만드시고 비판을 받으시는데 문제도 잘못인거 맞는데 태도 자체가 틀림 사과를...
-
ㅈㄱㄴ
-
가성비 상타치인데 퀄도 좋으면 옵붕이들한테 공유해주겠음
-
두려워요...
-
엣지 배부 일정 0
간격이 어느정도인가요?
-
천둥치면 7
번개의 호흡 벽력일섬! 재밌지 히히
-
90점 이상 받은적이 단 한벗도 없음 바탕 상상은 점수 잘 나오는데
-
천둥번개 무서워 낼 설마 2년전 사태 재발하진 않겠지
-
국어 일클 4주차 1강 (비문학 파트) 수학 짱쉬운유형 미적 유형01~03...
-
엔티켓으로 시작했는데 생각보다 너무 쉬워서…공통은 이틀에 책 하나 끝나네요 ㅠㅠ...
-
저 정도로 비 오면 내일 등원할 때 우비 입어도 되겠죠? 2
가방 젖을거같아
-
방금 독서실 나왔는데 천둥번개 미쳤네...
-
좋은건지 나쁜건지…. 문학 비문학 실력은 늘고있는거 같은데 시간 조절 때문에 1등급...
-
마마마 6
-
이걸 야뎁을 쓰고도 오르비에 고개를 들고 다닌다고?
-
오늘 메모장에 있는 피드백은 넘기도록 할게요 힘들어서 쓰러지기 직덪ㄴ이에요
이 부분에 대해서 갠적인 의문점인데, 빛이 '선택해서' 최소 시간 경로'만' 택해서 이동하는지, 아님 빛이 모든 경로를 나누어서 움직이는데, 저희들이 관찰하는 경로가 최소 시간 경로'만'인지 궁금합니다. 교과서를 뒤져보니 고등학교 교과서에서는 이에 대한 설명은 살포시 생략하고 넘어가는 것 같은데, 특수상대성 이론에서 의도되는 식인가요 아님 기존 고전 역학에서도 유도되는 식인가요? 제 짧은 물리 학식으로는 답을 찾지 못해 질문합니다.
오 이거 궁금하네요
그..저도 물리를 깊게 공부한 건 아니고, 과외용으로 굴절의 원리랑 신기루의 쉬운 설명을 만든거라 잘 모릅니다.
일단 빛의 각도 변화는 매질 경계에서만 일어나는거라 최소시간 경로만 선택하는 것으로 알고는 있고
최소작용의 원리(해밀턴 원리)는 증명된 식이 아니라 가정?으로 알아요 (고전역학 내에선 뉴턴 역학을 가정하면 유도되긴 하지만)
물리 전공자분 계시면 답 주실 수 있나요?
아는분이 모든길로 가고있다하네요
경로적분이라고 생각하면 되네요...
저도 QED는 최근에야 공부를 시작해서...
모든 경로로 가고 있다는 지인분의 말씀이 맞는 것으로 저도 알고 있습니다
더하자면 해밀턴의 원리는 이제
가정이라기보다는
하나의 철학처럼 받아들이시면 좋을 듯 합니다
이것은 사실 해밀턴 역학보다는 라그랑주 역학에 관련된 것인데,
어떤 양의 보존보다는 최소화에 방점이 찍혀 있다고 생각하시면 됩니다.
T-V를 최소화하는 것으로,
이걸 오일러-라그랑주 방정식에 넣어 보면(이것을 최소화시키면)
힘이 위치에너지의 미분이라는 뉴턴역학의 결론이 나옵니다.
이렇듯 하나의 철학처럼 받아들이는것도...
저는 그렇게 받아들였습니다.
더 더하자면
이것 자체가 게이지 이론과 연관이 있습니다...
점점 한번쯤 들어는 본 괴상한 이론과 이어지네요
한 가지 더 더하자면
학생이 최소 시간의 원리에 대해 묻는다면
이를 통해 비교적 자명해 보이는 반사각/입사각에 대한 규칙을 증명해 줌으로서
간접적으로 보여 주는 것 역시 방법일 것입니다.
(물리학 1의 교육으로는 말이죠)