Optika

Total internal reflection

Lampas sa critical angle, walang nakakatakas na liwanag — ganap na nagre-reflect ang ray pabalik sa mas makapal na medium (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Total internal reflection — interactive na Optika simulation. Lampas sa critical angle, walang nakakatakas na liwanag — ganap na nagre-reflect ang ray pabalik sa mas makapal na medium (θc = arcsin(n₂/n₁)). Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.

Total internal reflection

Lampas sa critical angle, walang nakakalusot na liwanag — tuluyang nire-reflect pabalik sa mas masinsin na medium ang ray (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Kapag naglalakbay ang liwanag mula sa mas masinsin papunta sa mas bihira na medium, ang pagdagdag ng incident angle ay umabot sa wakas sa critical angle kung saan mangungusot lang sana sa surface ang mga refracted ray. Lampas sa θ_c, ang lahat ng enerhiya ay nire-reflect pabalik sa loob — ang prinsipyo sa likod ng fiber optics at ningning ng diyamante.

• θ_c = arcsin(n₂/n₁)
• Walang transmission lampas sa θ_c

Investigation brief

Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab

Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.

Pangunahing tanong

Ang liwanag na naglalakbay mula sa mas makapal na medium (gaya ng salamin) patungo sa mas maniwal (gaya ng hangin) ay maaaring buong mag-reflect sa halip na mag-refract palabas, kung sapat na matarik ang incidence angle. Mas maliit o mas malaki ba ang critical angle ng salamin na may mas mataas na index?

Mga hulang timbangin

• Mas malaki ang critical angle ng mas mataas na index.
• Hindi nakadepende sa index ng salamin ang critical angle.
• Mas maliit ang critical angle ng mas mataas na index — mas madaling nagkikick in ang total internal reflection.

Mga papel ng variable

Ang itinatakda mo:

• Index ng salamin n₁

Ang sinusukat mo:

• Critical angle θ_c (°)

Paano tumatakbo ang investigation

1. Buksan ang tir preset at pindutin ang I-reset. Naglalakbay ang liwanag mula sa salamin patungong hangin (n₂ = 1.0 nakapirmi).
2. I-enable ang critical-angle readout.
3. Itakda ang refractive index ng salamin sa bawat trial at itala ang critical angle.

Governing equation

Critical Angle ng Total Internal Reflection — θc = arcsin(n₂/n₁)

Ang liwanag mula sa mas makapal na medium (n₁) patungong mas maniwal (n₂ < n₁) ay tuluyang nagre-reflect sa loob para sa anumang incidence angle lampas sa critical angle na θ_c = asin(n₂/n₁). Lampas sa anggulong ito, walang transmitt na liwanag — 100% reflection.

Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet

• Para sa isang trial, kalkulahin ang θ_c = asin(n₂/n₁) gamit ang n₂ = 1.0. Ihambing sa table.
• Ipaliwanag kung bakit MAS MALIIT ang critical angle ng salamin na may mas mataas na index (mas malakas mag-bend ng liwanag) — nangyayari ang total internal reflection para sa mas malawak na range ng incidence angle.

Saan ito lumilitaw lampas sa lab

• Umaasa ang optical fiber sa total internal reflection para mahuli ang liwanag sa loob ng high-index na glass core, na pinapatalik-talon ito sa haba ng fiber na halos walang loss. Ipaliwanag kung bakit gumagamit ang fiber-optic cable manufacturer ng napakataas na index na glass core na pinaliligiran ng mas mababang index na cladding.
• Hindi karaniwang mataas ang refractive index ng diamond (mga 2.42), na nagbibigay ng napakaliit na critical angle (mga 24°). Ipaliwanag kung bakit ginagawa nito ang maayos na hiwang diamond na kumikislap — ang liwanag na pumasok mula sa itaas ay madalas mag-total internally reflect nang maraming beses bago lumabas.

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

1. Mabuhay sa Tir
2. Piliin ang object
3. Pindutin ang I-play
4. Walang naipapasa na liwanag
5. Buksan ang Properties panel
6. Nagawa mo ito!

Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.

Buksan ang Interactive Lab →

I-download ang lab sheet →

Batas ni Snell