Òptica

Reflexió total interna

Més enllà de l'angle límit, cap llum no escapa: el raig es reflecteix totalment cap al medi més dens (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Reflexió total interna — simulació interactiva de Òptica. Més enllà de l'angle límit, cap llum no escapa: el raig es reflecteix totalment cap al medi més dens (θc = arcsin(n₂/n₁)). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Reflexió total interna

Més enllà de l'angle límit cap llum no escapa: el raig es reflecteix totalment cap al medi més dens (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Quan la llum viatja d'un medi més dens a un de menys dens, augmentar l'angle d'incidència arriba finalment a l'angle límit, on els raigs refractats fregarien la superfície. Més enllà de θ_c tota l'energia es reflecteix internament: el principi de la fibra òptica i la brillantor del diamant.

• θ_c = arcsin(n₂/n₁)
• Cap transmissió més enllà de θ_c

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

La llum que viatja d'un medi més dens (com el vidre) cap a un de menys dens (com l'aire) pot reflectir-se enterament en lloc de refractar-se, si l'angle d'incidència és prou pronunciat. Té un vidre d'índex més alt un angle límit més petit o més gran?

Prediccions a valorar

• Un vidre d'índex més alt té un angle límit més gran.
• L'angle límit no depèn de l'índex del vidre.
• Un vidre d'índex més alt té un angle límit més petit: la reflexió total interna comença més fàcilment.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Índex del vidre n₁

El que tu mesures:

• Angle límit θ_c (°)

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «Reflexió total interna» i prem Restableix. La llum viatja del vidre a l'aire (n₂ = 1.0 fix).
2. Activa la lectura d'angle límit.
3. Defineix l'índex de refracció del vidre per a cada prova i enregistra l'angle límit.

Equació governant

Angle límit per a la reflexió total interna — θc = arcsin(n₂/n₁)

La llum que viatja d'un medi més dens (n₁) cap a un de menys dens (n₂ < n₁) es reflecteix totalment internament per a qualsevol angle d'incidència més enllà de l'angle límit θ_c = asin(n₂/n₁). Més enllà d'aquest angle, cap llum no es transmet: reflexió del 100%.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula θ_c = asin(n₂/n₁) amb n₂ = 1.0. Compara-ho amb la taula.
• Explica per què un vidre d'índex més alt (que desvia la llum amb més força) té un angle límit MÉS PETIT: la reflexió total interna passa per un interval més ampli d'angles d'incidència.

On apareix això més enllà del laboratori

• Les fibres òptiques es recolzen en la reflexió total interna per atrapar la llum dins d'un nucli de vidre d'índex alt, fent-la botar al llarg de la fibra amb gairebé cap pèrdua. Explica per què els fabricants de cable de fibra òptica fan servir nuclis de vidre d'índex molt alt envoltats de revestiment d'índex més baix.
• El diamant té un índex de refracció inusualment alt (uns 2.42), cosa que li dóna un angle límit molt petit (uns 24°). Explica per què això fa brillar espectacularment un diamant ben tallat: la llum que entra per sobre tendeix a reflectir-se totalment internament diverses vegades abans de sortir.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Benvingut a Reflexió total
2. Selecciona l'objecte
3. Prem Reprodueix
4. Cap llum transmesa
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

Llei de Snell de la refracció