Najpierw przewidź
Czy przy dowolnym kącie światło może przejść ze szkła do powietrza?
Ze szkła n = 1,5 do powietrza n = 1 światło padające pod kątem 30° załamuje się pod kątem około 48,59°. Granica wynosi około 41,81°; dla 50° występuje całkowite wewnętrzne odbicie. W odwrotną stronę, z powietrza do szkła, całkowite odbicie nie wystąpi.
Odczyty modelu
Porównaj swoje próby
Zapisz ustawienia i odczyty, zmień jeden parametr i zapisz kolejną próbę. To wyniki modelu. Tabela pozostaje na tej stronie do jej zamknięcia; możesz pobrać ją jako CSV.
Brak zapisanych prób. Możesz porównać do 20 prób.
| Próba | Ustawienia | Odczyty |
|---|
Jak działa ten model?
Kąty padania θ₁ i załamania θ₂ mierzymy od normalnej, czyli prostej prostopadłej do granicy ośrodków. Prawo Snella ma postać n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂. Większy współczynnik n oznacza mniejszą prędkość światła w danym ośrodku.
Przy przejściu do ośrodka o większym n promień zbliża się do normalnej. Przy przejściu do mniejszego n odchyla się od niej. Jeśli współczynniki są jednakowe, kierunek pozostaje ten sam, a w przyjętym modelu nie występuje odbicie.
Kąt graniczny istnieje tylko dla n₁ > n₂: θg = arcsin(n₂/n₁). Przy tym kącie kierunek załamany jest równoległy do granicy. Powyżej niego nie istnieje biegnący promień załamany; zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie.
Czerwony promień pokazuje odbicie, dla którego kąt odbicia jest równy kątowi padania. Kolory i grubości linii rozróżniają kierunki; nie przedstawiają udziałów energii. Poniżej kąta granicznego zwykle występują jednocześnie odbicie i załamanie.
Założenia i granice
- Płaska granica jednorodnych, przezroczystych, izotropowych i niemagnetycznych ośrodków; brak pochłaniania.
- Optyka geometryczna. Nie obliczamy współczynników Fresnela, polaryzacji, dyspersji ani pola zanikającego przy całkowitym odbiciu.
- Rysunek pokazuje rzeczywiste kąty. Długości odcinków promieni są umowne i nie oznaczają drogi przebytej w danym czasie.
Sprawdź samodzielnie
Wybierz n₁ = 1,5 i n₂ = 1. Najpierw ustaw θ₁ = 30°, następnie 50°. Przewiduj, czy w obu przypadkach pojawi się promień załamany.
Sprawdź rozwiązanie
Dla 30°: sin θ₂ = 1,5 · sin 30° = 0,75, zatem θ₂ ≈ 48,59°. Kąt graniczny wynosi arcsin(1/1,5) ≈ 41,81°. Przy 50° warunek na sinus dałby wartość większą od 1, więc nie ma biegnącego promienia załamanego: światło ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu.