Täielik sisemine peegeldumine: piirnurk

1 · Ennusta

Valgus, mis liigub tihedamast keskkonnast (nagu klaas) hõredama poole (nagu õhk), võib täielikult peegelduda pigem kui välja murduda, kui langenurk on piisavalt järsk. Kas kõrgema näitajaga klaasil on väiksem või suurem piirnurk?

• Kõrgema näitajaga klaasil on suurem piirnurk.
• Piirnurk ei sõltu klaasi näitajast.
• Kõrgema näitajaga klaasil on väiksem piirnurk — täielik sisemine peegeldumine algab kergemini.

2 · Seadista

1. Ava täieliku sisemise peegeldumise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Valgus liigub klaasist õhku (n₂ = 1,0 fikseeritud).
2. Lülita sisse piirnurga näit.
3. Sea iga katse jaoks klaasi murdumisnäitaja ja kirjuta üles piirnurk.

3 · Kogu andmeid

Joonista piirnurk θ_c (y-telg) 1/n₁ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses θ_c = asin(n₂/n₁), kasutades n₂ = 1.0. Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks kõrgema näitajaga klaasil (kes painutab valgust tugevamalt) on VÄIKSEM piirnurk — täielik sisemine peegeldumine juhtub laiemal langenurkade vahemikus.

5 · Laienda

1. Optilised kiud tuginevad täielikule sisemisele peegeldumisele, et lõksutada valgus kõrgenäitajalise klaastuuma sisse, põrgatades teda mööda kiudu peaaegu kadudeta. Selgita, miks kiudoptilise kaabli tootjad kasutavad väga kõrge näitajaga klaastuumi, ümbritsetuna madalama näitajaga kattekihiga.
2. Teemantil on ebaharilikult kõrge murdumisnäitaja (umbes 2,42), andes talle väga väikese piirnurga (umbes 24°). Selgita, miks see paneb hästi lõigatud teemandi hiilgavalt särlema — ülalt sisenev valgus kaldub täielikult sisemiselt mitu korda peegelduma enne väljumist.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte