Optik
Tam iç yansıma
Kritik açının ötesinde hiçbir ışık kaçamaz — ışın yoğun ortama tamamen geri yansır (θc = arcsin(n₂/n₁)).
Tam iç yansıma — etkileşimli Optik simülasyonu. Kritik açının ötesinde hiçbir ışık kaçamaz — ışın yoğun ortama tamamen geri yansır (θc = arcsin(n₂/n₁)). Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Tam iç yansıma
Kritik açının ötesinde ışık kaçamaz — ışın tamamen daha yoğun ortama geri yansır (θc = arcsin(n₂/n₁)).
Işık daha yoğun bir ortamdan daha seyrek bir ortama seyahat ettiğinde, artan bir gelme açısı sonunda kırılan ışınların yüzeyi sıyıracağı kritik açıya ulaşır. θ_c'nin ötesinde tüm enerji içeride yansır — fiber optiğin ve elmasın parlaklığının arkasındaki ilke.
- θ_c = arcsin(n₂/n₁)
- θ_c ötesinde iletim yok
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Daha yoğun bir ortamdan (cam gibi) daha az yoğun bir ortama (hava gibi) doğru ilerleyen ışık, eğer geliş açısı yeterince dikse, kırılmak yerine tamamen yansıyabilir. daha yüksek kırılma indisli camının kritik açısı daha küçük mü yoksa daha mı büyük?
Tartılacak tahminler
- daha yüksek kırılma indisli camının kritik açısı daha büyüktür.
- Kritik açı camın indeksine bağlı değildir.
- daha yüksek kırılma indisli camının kritik açısı daha küçüktür; toplam iç yansıma daha kolay devreye girer.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Cam indeksi n₁
Ölçtüğünüz şey:
- Kritik açı θ_c (°)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Tir ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Işık camdan havaya doğru hareket eder (n₂ = 1.0 sabit).
- kritik açı okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için camın kırılma indisini ayarlayın ve kritik açıyı kaydedin.
Yönetim denklemi
Toplam İç Yansıma için Kritik Açı — θc = arcsin(n₂/n₁)
Daha yoğun bir ortamdan (n₁) daha az yoğun bir ortama (n₂ < n₁) doğru ilerleyen ışık, θ_c = asin(n₂/n₁) kritik açısının ötesinde herhangi bir geliş açısı için tamamen dahili olarak yansıtır. Bu açının ötesinde hiçbir ışık iletmez; %100 yansıma.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, θ_c = asin(n₂/n₁)'yi n₂ = 1.0 kullanarak hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- Daha yüksek endeksli bir camın (ışığı daha güçlü bir şekilde büken) neden DAHA KÜÇÜK bir kritik açıya sahip olduğunu açıklayın; daha geniş bir geliş açısı aralığı için toplam iç yansıma meydana gelir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Optik fiberler, ışığı yüksek indeksli bir cam çekirdeğin içinde hapsetmek ve onu neredeyse hiç kayıp olmadan fiberin uzunluğu boyunca sıçratmak için toplam iç yansımaya dayanır. Fiber optik kablo üreticilerinin neden düşük indeksli kaplamayla çevrelenmiş çok yüksek indeksli cam çekirdekler kullandığını açıklayın.
- Elmas alışılmadık derecede yüksek bir kırılma indisine (yaklaşık 2,42) sahiptir ve bu da ona çok küçük bir kritik açı (yaklaşık 24°) verir. Bunun neden iyi kesilmiş bir pırlantanın parlak bir şekilde parıldadığını açıklayın; üstten giren ışık, çıkmadan önce tamamen dahili olarak birçok kez yansıma eğilimindedir.
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Hoş geldiniz: TİY
- Seçin: nesne
- Oynat'a basın
- Işık iletilmiyor
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.