Quang học

Phản xạ toàn phần

Vượt quá góc tới hạn, không có ánh sáng nào thoát ra — tia sáng bị phản xạ toàn phần trở lại môi trường chiết quang hơn (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Phản xạ toàn phần — mô phỏng Quang học tương tác. Vượt quá góc tới hạn, không có ánh sáng nào thoát ra — tia sáng bị phản xạ toàn phần trở lại môi trường chiết quang hơn (θc = arcsin(n₂/n₁)). Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Phản xạ toàn phần

Vượt quá góc tới hạn, không ánh sáng nào thoát ra: tia phản xạ hoàn toàn trở lại môi trường đặc hơn (θc = arcsin(n₂/n₁)).

Khi ánh sáng đi từ môi trường đặc hơn sang môi trường loãng hơn, góc tới tăng dần cuối cùng đạt đến góc tới hạn nơi tia khúc xạ sẽ lướt qua bề mặt. Vượt quá θ_c toàn bộ năng lượng bị phản xạ toàn phần bên trong — nguyên tắc đằng sau sợi quang và độ lấp lánh của kim cương.

• θ_c = arcsin(n₂/n₁)
• Không truyền qua vượt θ_c

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Ánh sáng truyền từ môi trường đậm đặc hơn (như thủy tinh) sang môi trường nhẹ hơn (như không khí) có thể phản xạ hoàn toàn thay vì khúc xạ ra ngoài, nếu góc tới đủ dốc. Kính có chỉ số cao hơn có góc tới hạn nhỏ hơn hay lớn hơn?

Dự đoán cân nặng

• Kính có chỉ số cao hơn có góc tới hạn lớn hơn.
• Góc tới hạn không phụ thuộc vào chỉ số của kính.
• Kính có chiết suất cao hơn có góc tới hạn nhỏ hơn - phản xạ toàn phần bên trong tác động dễ dàng hơn.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Chỉ số kính n₁

Những gì bạn đo lường:

• Góc tới hạn θ_c (°)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước tir và nhấn Reset. Ánh sáng truyền từ kính vào không khí (n₂ = 1.0 cố định).
2. Kích hoạt tính năng đọc góc tới hạn.
3. Đặt chỉ số khúc xạ của kính cho mỗi lần thử và ghi lại góc tới hạn.

phương trình điều khiển

Góc tới hạn cho sự phản xạ toàn phần — θc = arcsin(n₂/n₁)

Ánh sáng truyền từ môi trường dày đặc hơn (n₁) sang môi trường ít đậm đặc hơn (n₂ < n₁) phản xạ toàn bộ bên trong đối với mọi góc tới vượt quá góc tới hạn θ_c = asin(n₂/n₁). Ngoài góc này, không có ánh sáng nào truyền qua - phản xạ 100%.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần dùng thử, hãy tính θ_c = asin(n₂/n₁) bằng cách sử dụng n₂ = 1.0 . So sánh với bảng.
• Giải thích tại sao kính chiết suất cao hơn (ánh sáng uốn cong mạnh hơn) có góc tới hạn NHỎ hơn - phản xạ nội toàn phần xảy ra đối với phạm vi góc tới rộng hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Sợi quang dựa vào sự phản xạ nội toàn phần để bẫy ánh sáng bên trong lõi thủy tinh chiết suất cao, phản chiếu ánh sáng dọc theo chiều dài của sợi mà hầu như không bị thất thoát. Giải thích tại sao các nhà sản xuất cáp cáp quang lại sử dụng lõi thủy tinh chiết suất cao được bao quanh bởi lớp bọc chiết suất thấp hơn.
• Kim cương có chiết suất cao bất thường (khoảng 2.42 ), tạo cho nó góc tới hạn rất nhỏ (khoảng 24 °). Giải thích lý do tại sao điều này làm cho viên kim cương cắt gọt tốt lấp lánh rực rỡ - ánh sáng đi vào từ phía trên có xu hướng phản xạ toàn bộ bên trong nhiều lần trước khi thoát ra.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Chào mừng đến PXTP
2. Chọn vật
3. Nhấn Phát
4. Không ánh sáng truyền
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Định Luật Khúc Xạ Snell