459. Optyka - całkowite wewnętrzne odbicie
2021-01-02 19:24

Strona główna na telefon

459. Optyka - odbicie i załamanie światła

Całkowite wewnętrzne odbicie - zadanie.


Zadanie

Na dnie zbiornika wody znajduje się punktowe źródło światła.

Jaka będzie oświetlona powierzchnia, jeśli głębokość zbiornika jest równa h?

Zwierciadło kuliste (sferyczne) wklęsłe Zwierciadło kuliste (sferyczne) wklęsłe ma promień krzywizny r.

W jakiej odległości od zwierciadła powstanie obraz przedmiotu umieszczonego na osi optycznej zwierciadła umieszczonego w odległości x od zwierciadła?

Przyjąć do obliczeń promień krzywizny r=25 cm odległość przedmiotu od zwierciadła x=50 cm
Określić własności obrazu i powiększenie.

Optyka geometryczna.

Załamanie światła.

Odbicie światła.

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia.

Gęstość optyczna ośrodka.

Prawo odbicia światła.

Prawo załamania światła.

Całkowite wewnętrzne odbicie - zadanie.

Na dnie zbiornika wody znajduje się punktowe źródło światła.

Jaka będzie oświetlona powierzchnia, jeśli głębokość zbiornika jest równa h?

Rozwiązanie

Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia światła zachodzi, gdy światło przechodzące w ośrodku gęstszym optycznie dotrze do ośrodka rzadszego optycznie po kątem większym niż pewien kąt graniczny określony przez współczynnik załamania jednego ośrodka względem drugiego.

Poprzedni

Zakładamy, że ośrodki są jednorodne optycznie.

¦wiatło przechodzi z ośrodka gęstszego optycznie do ośrodka rzadszego optycznie.

Oświetlony jest krążek (koło) na spokojnej, płaskiej powierzchni wody(!).

Wykorzystamy prawo załamania światła.

całkowite wewnętrzne odbicie

Dla całkowitego wewnętrznego odbicia kąt załamania jest prosty.

Odpowiada mu maksymalny (graniczny) kąt padania.

Współczynnik załamania światła dla powietrza względem wody n21

Współczynnik załamania światła dla wody względem powietrza n12=1/n21

całkowite wewnętrzne odbicie

Kąt graniczny jest określony przez odwrotność względnego współczynnika załamania światła ośrodka gęstszego optycznie.

całkowite wewnętrzne odbicie

Promień koła oświetlonego przez punktowe źródło światła jest określony przez współczynnik załamania światła i głębokość zbiornika.

całkowite wewnętrzne odbicie

Promień krążka jest o około 14 procent większy od głębokości zbiornika.

całkowite wewnętrzne odbicie

Otrzymaliśmy wynik w postaci wzoru - niżej są obliczenia

całkowite wewnętrzne odbicie

Taki wynik jest poprawny dla aparatu o punktowej średnicy obiektywu.

Dla obiektywu o skończonej średnicy promień krążka będzie większy o promień obiektywu.

Aparat fotograficzny umieszczony w miejscu źródła światła nie zarejestruje obrazu przedmiotów umieszczonych poza kołem wyznaczonym przez promień r ≈ h ⋅ 1,14

Zwierciadło kuliste (sferyczne)
wklęsłe
ma promień krzywizny r.

W jakiej odległości od zwierciadła powstanie obraz przedmiotu umieszczonego na osi optycznej zwierciadła umieszczonego w odległości x od zwierciadła?

Przyjąć do obliczeń promień krzywizny r=25 cm odległość przedmiotu od zwierciadła x=50 cm

Określić własności obrazu i powiększenie

1141. Wzory z fizyki - wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

2. Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

223. Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym

7. Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

1130. Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

1074. Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

10. Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

432. Rozwiązane zadania z kinematyki

1192. Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

4001. Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?

9700. ATOM

9000. Mechanika

9200. OPTYKA

9005. grawitacja

9601. Elektrostatyka

9602. Magnetyzm

9603. Prąd elektryczny

9006. Energia

9007. Szybkość ruchu

9001. Kinematyka

9003. RUCH PO OKRĘGU

9002. Dynamika

9600. Elektromagnetyzm

9011. Rzuty