(물1)최소작용의 원리와 굴절, 신기루
게시글 주소: https://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.
-
연초는 끊는거 성공했음 이제 전담만..
-
일어나길래 초신성 폭발도 아닌 태양 1000억 개가 동시에 파괴되는 것과 유사한...
-
이미지 써드림 8
선착순 5명
-
3월까지 꾸준히 1등급 나오다가 5월 3, 6/7월 2맞고 n제를 좀 풀려고 하는데...
-
재밌는메타 6
=라유에게 덕코주기 메타
-
여르비 ㅇㅈ 8
여고생입니다.
-
ㅈㄱㄴ
-
. 1
-
얼버기 2
를 위해 자러감 ㅂㅂ
-
내 가슴 속은 갑갑해졌어
-
일단 머리는 까고싶은데
-
안녕하세요, 여러분의 꿈의 열쇠를 찾고 조여주는 사람들 [몽키스패너]입니다! *본...
-
어떤 기분일까 친구들끼리 장례를 치르는 일이 어째서 존재하는 걸까
-
823227 이분보다 많은사람 못 봤는데
-
요즘 아픈사람들 많더라 수험생중ㅈ에
-
고2 노베때 공부 잘하는 애들 보면서 나도 노력하면 쟤네처럼 잘해질 수 있겠지?...
-
능지 이슈로 기각ㅋㅋ
-
족발먹고싶다 하 3
내일 먹을까 ㅇㅇ..
-
케바케긴 한데 여친이랑 남아서 하루종일 공부하고 여친한테 뭐 알려주고 샆어서 더...
-
야식 ㅇㅈ 17
개섹시한 자태,,
-
미적 0
수학모고치면 미적 26번부터 막히고 27번부턴 거의 손도 못대는 미적바보입니다......
-
7.5만덕 급구 7
700만덕 되고 싶어요
-
1분 10개가 딱 적당해요
-
좀 맘에 안 듦 페스캐면 좀 더 간지나게 디자인해주던지… 방탄복 입혀놓고 페스캐요 하면 짜치는데
-
...
-
ㅇㅈ 6
다들 잘자요
-
난 지금 무엇을찾으려고 애를 쓰는 걸까난 지금 어디로쉬지 않고 흘러가는가난 내 삶의...
-
ㄹㅇㅋㅋ
-
오늘 발푠데 ㄹㅇ 큰일났거든요 수1내용 아무거나랑 자동차 엮어서 심화탐구 할만한...
-
들어왔으니 정환이나 보고 가
-
여장남자를 보고 설레면 이는 게이라고 할수 있을것인가?
-
이유없이 사랑받고싶어서 요구함
-
흑역사 올림
-
기숙다닐때 안대에 귀마개까지 다 하고서도 이름 한번 부르니까 바로 일어나는 사람이랑...
-
양치기 소년되면 진짜로 올려도 아무도 모름 ㄹㅇ
-
그렇다면기습인증 ㅎ히히
-
화학 서바 2회 4
난이도 어땠나요
-
다 설명이 안되는구나 나의 쓰레기같은 행동으로 상처받았을 너에게는 미안하다는...
-
너무 심해서 귀마개 안대 없으면 잠을못잤음.. 그래서 4주진단서 떼오고 나옴..
-
6~7시간 씩은 자는데도 공부한지 1~2시간 지나면 귀신 같이 졸려서 공부 효율...
-
화장을 마친 유골함은 정말 뜨겁다는 것도 그때 처음 알았어
-
나 끝까지히 아끼며 사랑할게에
-
나도 영어빈칸 한 15갠가 팔앗는데 유빈이 옛날자료 잘 뒤져보면 어딘가 있을지도?
-
밤에 먹는다..? 누구ㄹ..아니아니 뭐를? ><
-
ㅇㅈ 9
펑
-
딥슬립 ㅆㄱㄴ 님들도 쓰세요
-
자고 일어나면 2
다 괜찮아질거야
-
그날 부산 장례식장에서 너무 많은 일들이 있었고 너무 많은 생각이 오갔고 스스로...
-
지금시기에 정규 새로 들어가는건 좀 그런가요 쭉 현우진커리만탔는데…
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)