Optika

Pilnīga iekšējā atstarošana

Aiz robežleņķa gaisma neiziet — stars pilnīgi atstarojas atpakaļ blīvākajā vidē (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Pilnīga iekšējā atstarošana — interaktīva Optika simulācija. Aiz robežleņķa gaisma neiziet — stars pilnīgi atstarojas atpakaļ blīvākajā vidē (θc = arcsin(n₂/n₁)). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Pilnīga iekšējā atstarošana

Aiz robežleņķa gaisma neiziet — stars pilnīgi atstarojas atpakaļ blīvākajā vidē (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Kad gaisma ceļo no blīvākas uz retāku vidi, iekrišanas leņķa palielināšana galu galā sasniedz robežleņķi, kur lauztie stari tikko skarto virsmu. Aiz θ_c visa enerģija atstarojas iekšēji — šķiedru optikas un dimanta mirdzuma princips.

• θ_c = arcsin(n₂/n₁)
• Nav transmisijas pāri θ_c

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Gaisma, kas ceļo no blīvākas vides (kā stikls) uz mazāk blīvu (kā gaiss), var atstaroties pilnīgi, nevis izlauzties ārā, ja iekrišanas leņķis ir pietiekami stāvs. Vai augstāka koeficienta stiklam ir mazāks vai lielāks robežleņķis?

Prognozes, ko svērt

• Augstāka koeficienta stiklam ir lielāks robežleņķis.
• Robežleņķis nav atkarīgs no stikla koeficienta.
• Augstāka koeficienta stiklam ir mazāks robežleņķis — pilnīga iekšējā atstarošana sākas vieglāk.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Stikla koeficients n₁

Ko tu mēri:

• Robežleņķis θ_c (°)

Kā izpēte norit

1. Atver pilnīgās iekšējās atstarošanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Gaisma ceļo no stikla gaisā (n₂ = 1.0 fiksēts).
2. Ieslēdz robežleņķa rādījumu.
3. Iestati stikla laušanas koeficientu katram mēģinājumam un ieraksti robežleņķi.

Noteicošais vienādojums

Robežleņķis pilnīgai iekšējai atstarošanai — θc = arcsin(n₂/n₁)

Gaisma, kas ceļo no blīvākas vides (n₁) uz mazāk blīvu (n₂ < n₁), pilnīgi iekšēji atstarojas jebkuram iekrišanas leņķim pāri robežleņķim θ_c = asin(n₂/n₁). Pāri šim leņķim neviena gaisma netiek pārraidīta — 100% atstarošana.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini θ_c = asin(n₂/n₁) ar n₂ = 1.0. Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, kāpēc augstāka koeficienta stiklam (laužot gaismu spēcīgāk) ir MAZĀKS robežleņķis — pilnīga iekšējā atstarošana notiek platākam iekrišanas leņķu diapazonam.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Optiskās šķiedras paļaujas uz pilnīgu iekšējo atstarošanu, lai notvertu gaismu augsta koeficienta stikla serdē, atstarojot to gar šķiedras garumu gandrīz bez zudumiem. Izskaidro, kāpēc šķiedru optikas kabeļu ražotāji izmanto ļoti augsta koeficienta stikla serdes, apvītas ar zemāka koeficienta apvalku.
• Dimantam ir neparasti augsts laušanas koeficients (apmēram 2.42), dodot tam ļoti mazu robežleņķi (apmēram 24°). Izskaidro, kāpēc tas labi grieztam dimantam ļauj mirdzēt spoži — gaisma, kas ieiet no augšas, tiecas pilnīgi iekšēji atstaroties vairākas reizes, pirms iziet.

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

1. Sveicināts pilnīgās iekšējās atstarošanas eksperimentā
2. Atlasīts priekšmetu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Gaisma netiek pārraidīta
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Snela laušanas likums