पूर्ण आंतरिक परावर्तन: क्रांतिक कोन

1 · अनुमान

घन माध्यमातून (काचेसारखे) हलक्या माध्यमाकडे (हवेकडे) जाणारा प्रकाश आपतन-कोन तीक्ष्ण झाल्यावर अपवर्तित होण्याऐवजी पूर्ण परावर्तित होऊ शकतो. जास्त-अपवर्तनांकाच्या काचेचा क्रांतिक कोन लहान की मोठा?

2 · मांडणी

  1. टीआर प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. प्रकाश काचेतून हवेत जातो (n₂ = 1.0 निश्चित).
  2. क्रांतिक-कोन वाचन सुरू करा.
  3. प्रत्येक फेरीसाठी काचेचा अपवर्तनांक निश्चित करा व क्रांतिक कोन नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

काचेचा अपवर्तनांक n₁क्रांतिक कोन θ_c (°)
1.30
1.50
1.70

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी क्रांतिक कोन θ_c (y-अक्ष) विरुद्ध 1/n₁ (x-अक्ष) काढा.

4 · विश्लेषण

  1. एका फेरीसाठी n₂ = 1.0 सह θ_c = asin(n₂/n₁) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
  2. जास्त-अपवर्तनांकाच्या काचेचा (प्रकाश जास्त वाकवणाऱ्याचा) क्रांतिक कोन लहान का असतो ते स्पष्ट करा — पूर्ण आंतरिक परावर्तन जास्त श्रेणीच्या आपतन-कोनांसाठी घडते.

5 · विस्तार

  1. ऑप्टिकल फायबर प्रकाश जास्त-अपवर्तनांकाच्या काच-गाभ्यात अडकवून ठेवण्यासाठी पूर्ण आंतरिक परावर्तनावर अवलंबूण, त्याला फायबरच्या लांबीभर जवळपास शून्य नुकसानीत उडवते. फायबर-ऑप्टिक केबल निर्माते खूप जास्त-अपवर्तनांकाचे काच-गाभे कमी-अपवर्तनांकाच्या क्लॅडिंगमध्ये का वापरतात ते स्पष्ट करा.
  2. हिऱ्याचा अपवर्तनांक असामान्यपणे जास्त (सुमारे 2.42), त्याचा क्रांतिक कोन खूपच लहान (सुमारे 24°). यामुळे छान घडवलेला हिरा का चमचमीत चमकतो ते स्पष्ट करा — वरून आत गेलेला प्रकाश बाहेर पडण्याआधी अनेकदा पूर्ण आंतरिक परावर्तित होतो.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

पूर्ण आंतरिक परावर्तनासाठी क्रांतिक कोन

घन माध्यमातून (n₁) हलक्या (n₂ < n₁) कडे जाणारा प्रकाश क्रांतिक कोन θ_c = asin(n₂/n₁) पलीकडील प्रत्येक आपतन-कोनावर पूर्ण आंतरिक परावर्तित होतो. या कोनापलीकडील कोणताही प्रकाश संचारित होत नाही — 100% परावर्तन.

← प्रयोगाकडे परत

प्रकाशिकी

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका