Totale interne reflectie: de grenshoek

1 · Voorspel

Licht dat vanuit een dichter medium (zoals glas) naar een minder dicht (zoals lucht) reist, kan volledig reflecteren in plaats van uit te treden, als de invalshoek groot genoeg is. Heeft glas met een hogere index een kleinere of grotere grenshoek?

• Glas met een hogere index heeft een grotere grenshoek.
• De grenshoek hangt niet af van de index van het glas.
• Glas met een hogere index heeft een kleinere grenshoek — totale interne reflectie treedt gemakkelijker op.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling tir en druk op Herstel. Licht reist van glas naar lucht (n₂ = 1.0 vast).
2. Zet de aflezing van de grenshoek aan.
3. Stel voor elke meting de brekingsindex van het glas in en noteer de grenshoek.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de grenshoek θ_c (y-as) uit tegen 1/n₁ (x-as).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting θ_c = asin(n₂/n₁) uit met n₂ = 1.0. Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom glas met een hogere index (dat licht sterker buigt) een KLEINERE grenshoek heeft — totale interne reflectie treedt op voor een breder bereik van invalshoeken.

5 · Verdiep

1. Optische vezels zijn afhankelijk van totale interne reflectie om licht te vangen in een glaskern met hoge index, waarbij het langs de lengte van de vezel blijft kaatsen met vrijwel geen verlies. Leg uit waarom fabrikanten van glasvezelkabel gebruikmaken van glaskernen met een zeer hoge index, omringd door een mantel met een lagere index.
2. Diamant heeft een ongebruikelijk hoge brekingsindex (ongeveer 2,42) en daardoor een zeer kleine grenshoek (ongeveer 24°). Leg uit waarom dit een goed geslepen diamant briljant doet fonkelen — licht dat van boven invalt neigt ertoe meerdere keren totaal intern te reflecteren voordat het uitstraalt.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde