Visa fråga/svar
Ljud-Ljus-Vågor [4526]
Fråga:
i ett skolförsök användes en rektangulär glasskiva med parallella sidoytor
som modell för en optisk fiber. Glasskivan är en parallellpiped.
En laser används som ljuskälla och när ljuset riktas mot glasskivan
ena kant tränger ljuset därmed in i glasskivan.
P.g.a att glasytan inte är helt ren och inte heller helt jämn, tränger
en liten andel av ljuset ut genom glasplattans båda sidoytor. En rad
ljusa punkter syns på vardera glasytan. Avståndet mellan närliggande
ljuspunkter, på vardera glasytan mättes med linjal till 9,5 mm.
Glasskivans tjocklek mättes till 3,20 mm. Glasets brytningsindex är 1,44.
Är villkoret för totalreflexion uppfyllt för reflektionerna vid glasytans
båda ytor vid detta experiment? Motivera svaret. (gärna bild)
/Gruh E, Komvux, Linköping
Svar:
Antag att vi har en glasskiva med planslipad, vinkelrät kant. Vi skickar
in ljus med
en viss vinkel (a) mot normalen till denna yta. Ganska enkelt får man
följande uttryck för avståndet mellan ljuspunkterna på ena glasytan:
2d/tan(arcsin(sin(a/n)))
där d är glasskivans tjocklek och n är brytningsindex. Allt man behöver
känna till är brytningslagen och reflexionslagen. Och naturligtvis lite
om trigonometeriska funktioner. Lägsta värdet får uttrycket när a = 90 grader.
Det blir med dina värden 6.6 mm. Här går gränsen för totalreflexion. Med
9.5 mm rör det sig klart om totalreflexion.
För den som inte tycker om trigonometriska funktioner finns det ändå ett sätt
att resonera sig fram. Eftersom man ser många punkter efter varandra,
och de ser ungefär lika starka ut, måste förlusten i varje reflexion
vara låg. Då kommer egentligen bara totalreflexion ifråga.
/KS
*
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora
