Teljes visszaverődés: a határszög

1 · Jóslás

A sűrűbb közegből (mint üveg) a ritkábbba (mint levegő) haladó fény teljesen visszaverődhet a kitörés helyett, ha a beesési szög elég meredek. A nagyobb törésmutatójú üvegnek kisebb vagy nagyobb határszöge van?

• A nagyobb törésmutatójú üvegnek nagyobb a határszöge.
• A határszög nem függ az üveg törésmutatójától.
• A nagyobb törésmutatójú üvegnek kisebb a határszöge — a teljes visszaverődés könnyebben bekövetkezik.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a tir előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fény üvegből levegőbe halad (n₂ = 1.0 rögzítve).
2. Engedélyezd a határszög-kijelzőt.
3. Állítsd be az üveg törésmutatóját minden mérésnél, és rögzítsd a határszöget.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a θ_c határszöget (y-tengely) az 1/n₁-gyel (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a θ_c = asin(n₂/n₁) n₂ = 1.0 használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg, miért van a nagyobb törésmutatójú üvegnek (amely erősebben töri a fényt) KISEBB határszöge — a teljes visszaverődés a beesési szögek szélesebb tartományán következik be.

5 · Kiterjesztés

1. Az optikai szálak a teljes visszaverődésre támaszkodnak, hogy a fényt egy nagy törésmutatójú üvegmag belsejében csapdába ejtsék, a szál hosszában pattogtatva szinte veszteség nélkül. Magyarázd meg, miért használnak a száloptikai kábelgyártók nagyon nagy törésmutatójú üvegmagot, alacsonyabb törésmutatójú köpenybe zárva.
2. A gyémánt törésmutatója szokatlanul magas (kb. 2.42), ami nagyon kis határszöget ad (kb. 24°). Magyarázd meg, miért csillog ragyogóan egy jól csiszolt gyémánt — a felülről belépő fény többszörösen teljesen visszaverődik, mielőtt kilépne.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap