Reflexia totală: unghiul limită

1 · Prezice

Lumina care călătorește dintr-un mediu mai dens (ca sticla) spre unul mai puțin dens (ca aerul) se poate reflecta integral în loc să se refracte afară, dacă unghiul de incidență este suficient de abrupt. Are o sticlă cu indice mai mare un unghi limită mai mic sau mai mare?

• O sticlă cu indice mai mare are un unghi limită mai mare.
• Unghiul limită nu depinde de indicele sticlei.
• O sticlă cu indice mai mare are un unghi limită mai mic — reflexia totală se declanșează mai ușor.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea tir și apasă Resetează. Lumina călătorește din sticlă în aer (n₂ = 1.0 fix).
2. Activează citirea unghiului limită.
3. Setează indicele de refracție al sticlei pentru fiecare încercare și înregistrează unghiul limită.

3 · Colectează date

Plotează unghiul limită θ_c (axa y) în funcție de 1/n₁ (axa x) pentru cele trei încercări.

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează θ_c = asin(n₂/n₁) folosind n₂ = 1.0. Compară cu tabelul.
2. Explică de ce o sticlă cu indice mai mare (îndoi lumina mai puternic) are un unghi limită MAI MIC — reflexia totală se întâmplă pentru un interval mai larg de unghiuri de incidență.

5 · Extinde

1. Fibrele optice se bazează pe reflexia totală pentru a prinde lumina în interiorul unui miez de sticlă cu indice mare, reflectând-o de-a lungul fibrei cu pierdere aproape zero. Explică de ce producătorii de cablu fibră-optică folosesc miezuri de sticlă cu indice foarte mare, înconjurate de mantie cu indice mai mic.
2. Diamantul are un indice de refracție neobișnuit de mare (aproximativ 2.42), dându-i un unghi limită foarte mic (aproximativ 24°). Explică de ce asta face un diamant bine tăiat să strălucească spectaculos — lumina care intră de sus tinde să se reflecte total de mai multe ori înainte de a ieși.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit