সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন: ক্রান্তি কোণ
1 · প্রত্যাশা করুন
ঘনতর মাধ্যম (যেমন কাচ) থেকে কম ঘন মাধ্যমে (যেমন বাতাসে) যাওয়া আলো আপতন কোণ যথেষ্ট খাড়া হলে প্রতিসরিত না হয়ে পুরোপুরি প্রতিফলিত হতে পারে। উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ কি ছোট না বড়?
- উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ বড়।
- ক্রান্তি কোণ কাচের প্রতিসরাঙ্কের ওপর নির্ভর করে না।
- উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের ক্রান্তি কোণ ছোট — সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন সহজেই শুরু হয়।
2 · প্রস্তুতি
- tir প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। আলো কাচ থেকে বাতাসে যায় (n₂ = 1.0 স্থির)।
- ক্রান্তি-কোণ রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে কাচের প্রতিসরাঙ্ক সেট করুন এবং ক্রান্তি কোণ রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| কাচের প্রতিসরাঙ্ক n₁ | ক্রান্তি কোণ θ_c (°) |
|---|---|
| 1.30 | |
| 1.50 | |
| 1.70 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য 1/n₁ (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে ক্রান্তি কোণ θ_c (y-অক্ষ) প্লট করুন।
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য n₂ = 1.0 ব্যবহার করে θ_c = asin(n₂/n₁) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন উচ্চতর-প্রতিসরাঙ্ক কাচের (যা আলো বেশি জোরে বাঁকায়) ক্রান্তি কোণ ছোট হয় — সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলন আপতন কোণের বৃহত্তর পরিসরে ঘটে।
5 · বিস্তার করুন
- অপটিক্যাল ফাইবার সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ওপর নির্ভর করে আলোকে উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক কাচের কোরের ভেতরে আটকে রাখে, প্রায় ক্ষতি ছাড়াই ফাইবারের দৈর্ঘ্য বরাবর বহুবার লাফিয়ে নিয়ে যায়। ব্যাখ্যা করুন কেন ফাইবার-অপটিক কেবল নির্মাতারা খুব উচ্চ-প্রতিসরাঙ্ক কাচের কোর ঘিরে নিম্ন-প্রতিসরাঙ্ক ক্ল্যাডিং ব্যবহার করেন।
- হীরার প্রতিসরাঙ্ক অস্বাভাবিকভাবে উঁচু (প্রায় 2.42), তাই এর ক্রান্তি কোণ খুব ছোট (প্রায় 24°)। ব্যাখ্যা করুন কেন এটি ভালো কাটা হীরাকে ঝলমলে করে — ওপর থেকে ঢোকা আলো বেরোনোর আগে একাধিকবার সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণভাবে প্রতিফলিত হতে চায়।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলনের ক্রান্তি কোণ
ঘন মাধ্যম (n₁) থেকে হালকা মাধ্যমে (n₂ < n₁) যাওয়া আলো ক্রান্তি কোণ θ_c = asin(n₂/n₁)-এর চেয়ে বড় যেকোনো আপতন কোণে সম্পূর্ণ অভ্যন্তরীণ প্রতিফলিত হয়। এই কোণের পরে কোনো আলো প্রেষিত হয় না — 100% প্রতিফলন।