Sketcher ConstrainSnellsLaw/de: Difference between revisions

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{{Docnav/de|[[Sketcher_ConstrainAngle|Internal Angle]]|[[Sketcher_ConstrainInternalAlignment|Internal Alignment]]|[[Sketcher_Workbench|Sketcher]]|IconL=Constraint_InternalAngle.png|IconC=Workbench_Sketcher.svg|IconR=Constraint_InternalAlignment.png }}
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{{Docnav/de
|[[Sketcher_ConstrainAngle/de|WinkelFestlegen]]
|[[Sketcher_ToggleDrivingConstraint/de|UmschalterFührendeRandbedingung]]
|[[Sketcher_Workbench/de|Sketcher]]
|IconL=Sketcher_ConstrainAngle.svg
|IconR=Sketcher_ToggleDrivingConstraint.svg
|IconC=Workbench_Sketcher.svg
}}
</div>


{{GuiCommand/de
{{GuiCommand/de
|Name=Sketcher ConstrainSnellsLaw
|Name=Constraint SnellsLaw
|Name/de=Sketcher ConstrainSnellsLaw
|MenuLocation=Sketch → Sketcher Constraints → Constrain refraction (Snell's law)
|MenuLocation=Sketch → Skizzen-Beschränkungen → Lichtbrechung (nach Snellius-Gesetz) festlegen
|Workbenches=[[Sketcher Workbench|Sketcher]]
|Workbenches=[[Sketcher_Workbench/de|Sketcher]]
|Shortcut={{KEY|K}} {{KEY|W}}
|Version=0.15
|Version=0.15
}}
}}


==Description==
<span id="Description"></span>
==Beschreibung==
Constrains two lines to follow the law of refraction of light as it penetrates through an interface, where two materials of different refraction indices meet. See [http://en.wikipedia.org/wiki/Snell%27s_law Snell's law] on Wikipedia for more info.
[[Image:Snells law2 witheq.svg|thumb|left|200px|Snell's law]]
{{clear}}


<div class="mw-translate-fuzzy">
==How to use==
Beschränkt zwei Linien, um dem Gesetz der Lichtbrechung zu folgen, wenn es durch eine Grenzfläche dringt, in der sich zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes treffen. Siehe [https://de.wikipedia.org/wiki/Snelliussches_Brechungsgesetz] auf Wikipedia für weitere Informationen.
[[Image:Sketcher SnellsLaw Example1.png|thumb|none|500px|The sequence of clicks is indicated by yellow arrows with numbers. n1, n2 are only labels to show where the indices of refraction are.]]
</div>


[[Image:Snells_law2_witheq.svg|x400px]]
* You will need two lines that are to follow a beam of light, and a curve to act as an interface. The lines should be on different sides of the interface.
{{Caption|Snelliussches Gesetz}}
* Select the endpoint of one line, an endpoint of another line, and the interface edge. The interface can be a line, circle/arc, ellipse/arc of ellipse. Note the order you've selected the endpoints.
* Invoke the constraint. A dialog will appear asking for a ratio of indices of refraction n2/n1. n2 corresponds to the medium where the second selected endpoint's line resides, n1 is for the first line.
* The endpoints will be made coincident (if needed), constrained onto the interface (if needed), and the Snell's law will become constrained.


<span id="Usage"></span>
Note that several [[Sketcher helper constraint|helper constraints]] will be added smartly (point-on-object, coincident). They can be deleted if they cause redundancy or added manually if they were not added automatically. For the actual Snell's law constraint the endpoints of lines must coincide and lay on the interface, otherwise the behavior is undefined.
==Anwendung==


[[Image:Sketcher_SnellsLaw_Example1.png|500px]]
Using the [[Sketcher_CreatePolyline|polyline tool]] [[Image:Sketcher_CreatePolyline.png|24px]] , it is possible to speed up drawing rays of light. In this case one can select two coincident endpoints by box selection.
<div class="mw-translate-fuzzy">
{{Caption|Die Reihenfolge der Klicks wird durch gelbe Pfeile mit Zahlen angezeigt. n1, n2 sind nur Bezeichnungen, die zeigen, wo sich die Brechungsindizes befinden.}}
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
==Remarks==
* Du brauchst zwei Linien, die einem Lichtstrahl folgen sollen, und eine Kurve, die als Schnittfläche dient. Die Linien sollten sich auf verschiedenen Seiten der Schnittfläche befinden.
* The actual Snell's law constraint enforces the plain law equation n1*sin(theta1) = n2*sin(theta2). It needs the line ends to be made coincident and on the interface by other constraints. The necessary helper constraints are added automatically based on the current coordinates of the elements.
* Wähle den Endpunkt einer Linie, einen Endpunkt einer anderen Linie und die Schnittflächenkante. Die Schnittfläche kann eine [[Sketcher_CreateLine/de|Linie]], ein [[Sketcher_CompCreateArc/de|Bogen]], ein [[Sketcher_CompCreateCircle/de|Kreis]] oder ein [[Sketcher_CompCreateConic/de|Kegel]].
* Python routine does not add the helper constraints. These must be added manually by the script (see example in Scripting section).
sein. Beachte die Reihenfolge, in der du die Endpunkte ausgewählt hast.
* These helper constraints can be temporarily deleted and the endpoints dragged apart, which can be useful in case one wants to construct a reflected ray or birefringence rays.
* Rufe die Zwangsbeschränkung auf. Es erscheint ein Dialog, in dem nach einem Verhältnis der Brechungsindizes n2/n1 gefragt wird. n2 entspricht dem Medium, in dem sich die Linie des zweiten ausgewählten Endpunkts befindet, n1 ist für die erste Linie.
* Unlike the reality, refraction indices are associated with rays of light, but not according to the sides of the boundary. This is useful to emulate birefringence, construct paths of different wavelengths due to refraction, and easily construct angle of onset of total internal reflection.
* Die Endpunkte werden zur Deckung gebracht (falls erforderlich), auf die Schnittstelle beschränkt (falls erforderlich) und das Snelliussche Gesetz wird beschränkt.
* Both rays can be on the same side of the interface, satisfying the constraint equation. This is physical nonsense, unless the ratio n2/n1 is 1.0, in which case the constraint emulates a reflection.
</div>
* Arcs of circle and ellipse are also accepted as rays (physical nonsense).

==Notes==

<div class="mw-translate-fuzzy">
* Die eigentliche Beschränkung nach Snelliussches Brechungsgesetz erzwingt die einfachgesetzliche Gleichung n1*sin(theta1) = n2*sin(theta2). Es ist notwendig, dass die Linienenden durch andere Zwangsbeschränkungen zufällig und auf der Schnittfläche gemacht werden. Die notwendigen Hilfsbeschränkungen werden automatisch auf der Grundlage der aktuellen Koordinaten der Elemente hinzugefügt.
* Die Pythonroutine fügt die Hilfsbeschränkungen nicht hinzu. Diese müssen vom Skript manuell hinzugefügt werden (siehe Beispiel im Abschnitt Skripten).
* Diese Hilfsbeschränkungen können vorübergehend gelöscht und die Endpunkte auseinandergezogen werden, was nützlich sein kann, wenn man einen reflektierten Strahl oder Doppelbrechungsstrahl konstruieren möchte.
* Im Gegensatz zur Realität sind Brechungsindizes mit Lichtstrahlen verknüpft, aber nicht entsprechend der Grenzseiten. Dies ist nützlich, um die Doppelbrechung zu emulieren, Pfade verschiedener Wellenlängen aufgrund der Brechung zu konstruieren und den Winkel des Auftretens der Totalreflexion leicht zu konstruieren.
* Beide Strahlen können sich auf der gleichen Seite der Grenzfläche befinden und erfüllen damit die Randbedingung. Dies ist physikalischer Unfug, es sei denn, das Verhältnis n2/n1 ist 1,0, in diesem Fall emuliert die Einschränkung eine Reflexion.
* Kreis- und Ellipsenbögen werden auch als Strahlen (physikalischer Unfug) akzeptiert.
</div>

<span id="Scripting"></span>
==Skripten==

Die Beschränkungen können aus [[Macros/de|Makros]] und aus der [[Python/de|Python]] Konsole durch folgende Funktion verwendet werden:


==Scripting==
The constraints can be created from [[macros]] and from the python console by using the following function:
{{Code|code=
{{Code|code=
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('SnellsLaw',line1,pointpos1,line2,pointpos2,interface,n2byn1))
Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('SnellsLaw',line1,pointpos1,line2,pointpos2,interface,n2byn1))
}}
}}
where:
:* <tt>Sketch</tt> is a sketch object
:* <tt>line1</tt> and <tt>pointpos1</tt> are two integers identifying the endpoint of the line in medium with refractive index of ''n1''. <tt>line1</tt> is the line's index in the sketch (the value, returned by Sketch.addGeometry), and <tt>pointpos1</tt> should be 1 for start point and 2 for end point.
:* <tt>line2</tt> and <tt>pointpos2</tt> are the indexes specifying the endpoint of the second line (in medium ''n2'')
:* <tt>n2byn1</tt> is a floating-point number equal to the ratio of refractive indices ''n2''/''n1''


wobei:
Example:
:* {{Incode|Sketch}} ist ein Skizzenobjekt
:* {{Incode|line1}} und {{Incode|pointpos1}} sind zwei ganze Zahlen, die den Endpunkt der Linie im Medium mit dem Brechungsindex von ''n1'' identifizieren. {{Incode|line1}} ist der Index der Linie in der Skizze (der Wert, der von Sketch.addGeometry zurückgegeben wird), und {{Incode|pointpos1}} sollte 1 für Startpunkt und 2 für Endpunkt sein.
:* {{Incode|line2}} und {{Incode|pointpos2}} sind die Indizes, die den Endpunkt der zweiten Zeile angeben (in Medium ''n2'')
:* {{incode|interface}} ist der Index, der die Linie angibt, die auf die Position des Interface zwischen Medium ''n1'' und Medium ''n2'' hinweist
:* {{Incode|n2byn1}} ist eine Gleitkommazahl, die dem Verhältnis der Brechungsindizes ''n2''/''n1'' entspricht

Die [[Sketcher_scripting/de|Skizzierer Skripten]]-Seite erklärt die Werte, die für {{incode|iline1}}, {{incode|iline2}}, {{incode|pointpos2}} und {{incode|interface}} verwendet werden können und enthält weitere Beispiele, wie man Beschränkungen aus Python-Skripten erstellt.

Beispiel:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Sketcher
import Sketcher
Line 53: Line 85:
StartPoint = 1
StartPoint = 1
EndPoint = 2
EndPoint = 2
MiddlePoint = 3


f = App.activeDocument().addObject("Sketcher::SketchObject","Sketch")
f = App.activeDocument().addObject("Sketcher::SketchObject","Sketch")
Line 71: Line 102:
}}
}}


==Version==
The constraint was introduced in FreeCAD v0.15.4387


<div class="mw-translate-fuzzy">
{{Docnav|[[Sketcher_ConstrainAngle|Internal Angle]]|[[Sketcher_ConstrainInternalAlignment|Internal Alignment]]|[[Sketcher_Workbench|Sketcher]]|IconL=Constraint_InternalAngle.png|IconC=Workbench_Sketcher.svg|IconR=Constraint_InternalAlignment.png }}
{{Docnav/de

|[[Sketcher_ConstrainAngle/de|WinkelFestlegen]]
{{Sketcher Tools navi}}
|[[Sketcher_ToggleDrivingConstraint/de|UmschalterFührendeRandbedingung]]

|[[Sketcher_Workbench/de|Sketcher]]
{{Userdocnavi}}
|IconL=Sketcher_ConstrainAngle.svg
|IconR=Sketcher_ToggleDrivingConstraint.svg
|IconC=Workbench_Sketcher.svg
}}
</div>


{{Sketcher_Tools_navi{{#translation:}}}}
{{clear}}
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}

Latest revision as of 15:26, 23 April 2024

Sketcher ConstrainSnellsLaw

Menüeintrag
Sketch → Skizzen-Beschränkungen → Lichtbrechung (nach Snellius-Gesetz) festlegen
Arbeitsbereich
Sketcher
Standardtastenkürzel
K W
Eingeführt in Version
0.15
Siehe auch
Keiner

Beschreibung

Beschränkt zwei Linien, um dem Gesetz der Lichtbrechung zu folgen, wenn es durch eine Grenzfläche dringt, in der sich zwei Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes treffen. Siehe [1] auf Wikipedia für weitere Informationen.

Snelliussches Gesetz

Anwendung

Die Reihenfolge der Klicks wird durch gelbe Pfeile mit Zahlen angezeigt. n1, n2 sind nur Bezeichnungen, die zeigen, wo sich die Brechungsindizes befinden.

  • Du brauchst zwei Linien, die einem Lichtstrahl folgen sollen, und eine Kurve, die als Schnittfläche dient. Die Linien sollten sich auf verschiedenen Seiten der Schnittfläche befinden.
  • Wähle den Endpunkt einer Linie, einen Endpunkt einer anderen Linie und die Schnittflächenkante. Die Schnittfläche kann eine Linie, ein Bogen, ein Kreis oder ein Kegel.

sein. Beachte die Reihenfolge, in der du die Endpunkte ausgewählt hast.

  • Rufe die Zwangsbeschränkung auf. Es erscheint ein Dialog, in dem nach einem Verhältnis der Brechungsindizes n2/n1 gefragt wird. n2 entspricht dem Medium, in dem sich die Linie des zweiten ausgewählten Endpunkts befindet, n1 ist für die erste Linie.
  • Die Endpunkte werden zur Deckung gebracht (falls erforderlich), auf die Schnittstelle beschränkt (falls erforderlich) und das Snelliussche Gesetz wird beschränkt.

Notes

  • Die eigentliche Beschränkung nach Snelliussches Brechungsgesetz erzwingt die einfachgesetzliche Gleichung n1*sin(theta1) = n2*sin(theta2). Es ist notwendig, dass die Linienenden durch andere Zwangsbeschränkungen zufällig und auf der Schnittfläche gemacht werden. Die notwendigen Hilfsbeschränkungen werden automatisch auf der Grundlage der aktuellen Koordinaten der Elemente hinzugefügt.
  • Die Pythonroutine fügt die Hilfsbeschränkungen nicht hinzu. Diese müssen vom Skript manuell hinzugefügt werden (siehe Beispiel im Abschnitt Skripten).
  • Diese Hilfsbeschränkungen können vorübergehend gelöscht und die Endpunkte auseinandergezogen werden, was nützlich sein kann, wenn man einen reflektierten Strahl oder Doppelbrechungsstrahl konstruieren möchte.
  • Im Gegensatz zur Realität sind Brechungsindizes mit Lichtstrahlen verknüpft, aber nicht entsprechend der Grenzseiten. Dies ist nützlich, um die Doppelbrechung zu emulieren, Pfade verschiedener Wellenlängen aufgrund der Brechung zu konstruieren und den Winkel des Auftretens der Totalreflexion leicht zu konstruieren.
  • Beide Strahlen können sich auf der gleichen Seite der Grenzfläche befinden und erfüllen damit die Randbedingung. Dies ist physikalischer Unfug, es sei denn, das Verhältnis n2/n1 ist 1,0, in diesem Fall emuliert die Einschränkung eine Reflexion.
  • Kreis- und Ellipsenbögen werden auch als Strahlen (physikalischer Unfug) akzeptiert.

Skripten

Die Beschränkungen können aus Makros und aus der Python Konsole durch folgende Funktion verwendet werden:

Sketch.addConstraint(Sketcher.Constraint('SnellsLaw',line1,pointpos1,line2,pointpos2,interface,n2byn1))

wobei:

  • Sketch ist ein Skizzenobjekt
  • line1 und pointpos1 sind zwei ganze Zahlen, die den Endpunkt der Linie im Medium mit dem Brechungsindex von n1 identifizieren. line1 ist der Index der Linie in der Skizze (der Wert, der von Sketch.addGeometry zurückgegeben wird), und pointpos1 sollte 1 für Startpunkt und 2 für Endpunkt sein.
  • line2 und pointpos2 sind die Indizes, die den Endpunkt der zweiten Zeile angeben (in Medium n2)
  • interface ist der Index, der die Linie angibt, die auf die Position des Interface zwischen Medium n1 und Medium n2 hinweist
  • n2byn1 ist eine Gleitkommazahl, die dem Verhältnis der Brechungsindizes n2/n1 entspricht

Die Skizzierer Skripten-Seite erklärt die Werte, die für iline1, iline2, pointpos2 und interface verwendet werden können und enthält weitere Beispiele, wie man Beschränkungen aus Python-Skripten erstellt.

Beispiel:

import Sketcher
import Part
import FreeCAD

StartPoint = 1
EndPoint = 2

f = App.activeDocument().addObject("Sketcher::SketchObject","Sketch")

# add geometry to the sketch
icir = f.addGeometry(Part.Circle(App.Vector(-547.612366,227.479736,0),App.Vector(0,0,1),68.161979))
iline1 = f.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(-667.331726,244.127090,0),App.Vector(-604.284241,269.275238,0)))
iline2 = f.addGeometry(Part.LineSegment(App.Vector(-604.284241,269.275238,0),App.Vector(-490.940491,256.878265,0)))
# add constraints
# helper constraints:
f.addConstraint(Sketcher.Constraint('Coincident',iline1,EndPoint,iline2,StartPoint)) 
f.addConstraint(Sketcher.Constraint('PointOnObject',iline1,EndPoint,icir)) 
# the Snell's law:
f.addConstraint(Sketcher.Constraint('SnellsLaw',iline1,EndPoint,iline2,StartPoint,icir,1.47))

App.ActiveDocument.recompute()