Пълно вътрешно отражение: критичният ъгъл

1 · Предскажи

Светлина, пътуваща от по-плътна среда (като стъкло) към по-рядка (като въздух), може да се отрази изцяло вместо да излезе пречупена, ако ъгълът на падане е достатъчно стръмен. По-високопоказателно стъкло има ли по-малък или по-голям критичен ъгъл?

• По-високопоказателното стъкло има по-голям критичен ъгъл.
• Критичният ъгъл не зависи от показателя на стъклото.
• По-високопоказателното стъкло има по-малък критичен ъгъл — пълното вътрешно отражение се включва по-лесно.

2 · Постановка

1. Отвори настройката пълно вътрешно отражение и натисни Нулирай. Светлината пътува от стъкло към въздух (n₂ = 1.0 фиксирано).
2. Включи показанието за критичен ъгъл.
3. Задай показателя на пречупване на стъклото за всеки опит и запиши критичния ъгъл.

3 · Събери данни

Чертай критичния ъгъл θ_c (ос y) спрямо 1/n₁ (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли θ_c = asin(n₂/n₁) с n₂ = 1.0. Сравни с таблицата.
2. Обясни защо по-високопоказателно стъкло (пречупващо светлината по-силно) има ПО-МАЛЪК критичен ъгъл — пълното вътрешно отражение се случва за по-широк обхват ъгли на падане.

5 · Надгради

1. Оптичните влакна разчитат на пълно вътрешно отражение, за да уловят светлината вътре в стъклено сърце с висок показател, отскачайки я по дължината на влакното почти без загуба. Обясни защо производителите на оптични кабели ползват стъклени сърца с много висок показател, заобиколени от обвивка с по-нисък.
2. Диамантът има необичайно висок показател на пречупване (около 2.42), давайки му много малък критичен ъгъл (около 24°). Обясни защо това кара добре шлифован диамант да блести брилянтно — светлината, влизаща отгоре, клони към пълно вътрешно отражение многократно, преди да излезе.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат