పూర్తి అంతర్గత పరావర్తనం: క్లిష్ట కోణం

1 · ఊహించండి

దట్టమైన మాధ్యమం (గాజు వంటిది) నుండి పలచని మాధ్యమం (గాలి వంటిది) వైపు ప్రయాణించే కాంతి, పతన కోణం తగినంత వాలుగా ఉంటే, వక్రీభవించి బయటకు రాకుండా పూర్తిగా పరావర్తనం చెందవచ్చు. ఎక్కువ సూచిక గల గాజుకు క్లిష్ట కోణం చిన్నదా, పెద్దదా?

• ఎక్కువ సూచిక గల గాజుకు పెద్ద క్లిష్ట కోణం ఉంటుంది.
• క్లిష్ట కోణం గాజు సూచికపై ఆధారపడదు.
• ఎక్కువ సూచిక గల గాజుకు చిన్న క్లిష్ట కోణం — పూర్తి అంతర్గత పరావర్తనం మరింత సులభంగా మొదలవుతుంది.

2 · అమరిక

1. tir ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. కాంతి గాజు నుండి గాలిలోకి వెళ్తుంది (n₂ = 1.0 స్థిరం).
2. క్లిష్ట-కోణ రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి గాజు వక్రీభవన సూచికను సెట్ చేసి, క్లిష్ట కోణాన్ని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం 1/n₁ (x-అక్షం) పై క్లిష్ట కోణం θ_c (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి.

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, n₂ = 1.0 ఉపయోగించి θ_c = asin(n₂/n₁) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
2. ఎక్కువ సూచిక గల గాజుకు (కాంతిని మరింత బలంగా వంపడం వల్ల) చిన్న క్లిష్ట కోణం ఎందుకు వస్తుందో వివరించండి — పూర్తి అంతర్గత పరావర్తనం మరింత విస్తృత పతన కోణాల పరిధిలో జరుగుతుంది.

5 · విస్తరించండి

1. ఆప్టికల్ ఫైబర్‌లు కాంతిని ఎక్కువ-సూచిక గాజు కోర్ లోపల బంధించి, దాదాపు నష్టం లేకుండా ఫైబర్ నిడివి వెంబడి బౌన్స్ చేయడానికి పూర్తి అంతర్గత పరావర్తనంపై ఆధారపడతాయి. ఫైబర్-ఆప్టిక్ కేబుల్ తయారీదారులు తక్కువ-సూచిక క్లాడింగ్‌తో చుట్టబడిన చాలా ఎక్కువ-సూచిక గాజు కోర్‌లను ఎందుకు వాడతారో వివరించండి.
2. వజ్రానికి అసాధారణంగా ఎక్కువ వక్రీభవన సూచిక (సుమారు 2.42) ఉంది, దీని వల్ల చాలా చిన్న క్లిష్ట కోణం (సుమారు 24°). ఇది బాగా కట్ చేసిన వజ్రం ప్రకాశవంతంగా మెరవడానికి ఎందుకు కారణమవుతుందో వివరించండి — పై నుండి ప్రవేశించే కాంతి బయటకు వెళ్లేలోపు అనేకసార్లు పూర్తిగా అంతర్గతంగా పరావర్తనం చెందే దానికి ప్రవృత్తి కలిగి ఉంటుంది.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు