முழு உள் எதிரொளிப்பு: மாறுநிலைக் கோணம்

1 · கணிப்பு

ஒரு அடர்த்தியான ஊடகத்திலிருந்து (கண்ணாடி போன்றது) ஒரு குறைந்த அடர்த்தி ஊடகத்தை (காற்று போன்றது) நோக்கி பயணிக்கும் ஒளி, படுகோணம் போதுமான அளவு கூர்மையாக இருந்தால், விலகிச் செல்வதற்கு பதிலாக முழுவதும் எதிரொளிக்கலாம். உயர் விலகல் எண் கண்ணாடிக்கு சிறியவா பெரியவா மாறுநிலைக் கோணம் இருக்கும்?

• உயர் விலகல் எண் கண்ணாடிக்கு பெரிய மாறுநிலைக் கோணம்.
• மாறுநிலைக் கோணம் கண்ணாடியின் விலகல் எண்ணை சார்ந்திருக்காது.
• உயர் விலகல் எண் கண்ணாடிக்கு சிறிய மாறுநிலைக் கோணம் — முழு உள் எதிரொளிப்பு அதிக எளிதில் நிகழ்கிறது.

2 · அமைப்பு

1. tir முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். ஒளி, கண்ணாடியிலிருந்து காற்றில் பயணிக்கிறது (n₂ = 1.0 நிலையானது).
2. மாறுநிலை-கோண வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் கண்ணாடியின் ஒளி விலகல் எண்ணை அமைத்து மாறுநிலைக் கோணத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், 1/n₁ (x-அச்சு) எதிராக மாறுநிலைக் கோணம் θ_c (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, n₂ = 1.0 பயன்படுத்தி θ_c = asin(n₂/n₁) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
2. ஒரு உயர் விலகல் எண் கண்ணாடி (ஒளியை அதிக வலுவாக வளைக்கும்) ஏன் சிறிய மாறுநிலைக் கோணத்தைக் கொண்டுள்ளது — படுகோணங்களின் அகலமான வரம்பில் முழு உள் எதிரொளிப்பு நிகழ்கிறது — என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. ஒளி இழைகள், உயர் விலகல் எண் கண்ணாடி உள்ளகத்திற்குள் ஒளியைச் சிக்கவைக்க முழு உள் எதிரொளிப்பை நம்புகின்றன, அதை கிட்டத்தட்ட இழப்பு இல்லாமல் இழையின் நீளம் வழியாக துடிக்கச் செய்கின்றன. ஒளி-இழை கேபிள் தயாரிப்பாளர்கள், குறைந்த விலகல் எண் உறையால் சூழப்பட்ட மிக உயர் விலகல் எண் கண்ணாடி உள்ளகங்களை ஏன் பயன்படுத்துகிறார்கள் என்று விளக்குங்கள்.
2. வைரத்திற்கு ஒரு அசாதாரணமாக உயர்ந்த ஒளி விலகல் எண் (சுமார் 2.42) உள்ளது, இது ஒரு மிகச் சிறிய மாறுநிலைக் கோணத்தை (சுமார் 24°) தருகிறது. நன்கு வெட்டப்பட்ட ஒரு வைரம் ஏன் மின்னுகிறது — மேலே இருந்து நுழையும் ஒளி, வெளியேறுவதற்கு முன்பு பல முறை முழுவதும் உள்ளே எதிரொளிக்க முனைகிறது — என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்