Visiškasis šviesos atspindys

Šioje temoje nagrinėjami šviesos lūžio ir visiškojo atspindžio reiškiniai, įskaitant absoliutųjį lūžio rodiklį, spindulių sklidimą tarp skirtingų terpių ir ribinį visiškojo atspindžio kampą. Taip pat aptariamas šviesolaidžių veikimo principas, pritaikymas ir šio reiškinio pasireiškimas gamtoje, pavyzdžiui, miražai.

Absoliutusis lūžio rodiklis
Absoliutusis lūžio rodiklis (\(n\)) apibrėžia medžiagos optinį tankį ir parodo, kiek kartų šviesos greitis (\(v\)) toje medžiagoje yra mažesnis už šviesos greitį vakuume (\(c\)). Šis santykis išreiškiamas formule: \(n = c / v\). Pavyzdžiui, jei medžiagos lūžio rodiklis yra 2, tai reiškia, kad šviesos greitis toje medžiagoje yra du kartus mažesnis nei vakuume. Vandens lūžio rodiklis yra apie \(1,33\), o deimanto – apie \(2,42\).
Šviesolaidžiai
Šviesolaidis – tai optinis kabelis, perduodantis šviesos signalus dideliais atstumais. Jis sudarytas iš dviejų pagrindinių dalių: šerdies, kurios lūžio rodiklis yra didesnis, ir apvalkalo, kurio lūžio rodiklis yra mažesnis. Šviesa, patekusi į šerdį, sklinda ja visiškojo vidaus atspindžio būdu, atsimušdama nuo šerdies ir apvalkalo ribos. Tai leidžia šviesai nukeliauti didelius atstumus su minimaliais nuostoliais.
Šviesos lūžis terpėse
Kai šviesos spindulys pereina iš vienos terpės į kitą, jis keičia savo sklidimo kryptį – lūžta. Šis reiškinys aprašomas Snell'o dėsniu: \(n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\), kur \(n_1\) ir \(n_2\) yra terpių absoliutieji lūžio rodikliai, \(\theta_1\) – kritimo kampas, o \(\theta_2\) – lūžio kampas. Jei šviesa sklinda iš optiškai retesnės terpės (mažesnio lūžio rodiklio) į tankesnę (didesnio lūžio rodiklio), lūžio kampas yra mažesnis už kritimo kampą. Priešingu atveju, kai šviesa sklinda iš tankesnės terpės į retesnę, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą.
Visiškasis atspindys gamtoje
Visiškasis šviesos atspindys pasireiškia ne tik laboratorijose ar technologijose, bet ir kasdieniame gyvenime bei gamtoje. Pavyzdžiui, miražai yra optinės iliuzijos, atsirandančios dėl šviesos lūžio ir visiškojo vidaus atspindžio, kai šviesa sklinda per skirtingo tankio oro sluoksnius. Apatiniai miražai, tokie kaip „šlapio kelio“ efektas karštą vasaros dieną, susidaro, kai įkaitęs oras prie žemės paviršiaus atspindi dangaus šviesą, sukurdami vandens telkinio iliuziją. Kitas pavyzdys – brangakmenių, ypač deimantų, žėrėjimas. Dėl didelio deimanto lūžio rodiklio ir specifinės briaunų formos, šviesa, patekusi į deimantą, patiria daugkartinį visiškąjį vidaus atspindį, kol galiausiai išeina, sukurdama ryškų spindesį.
Visiškasis vidaus atspindys
Visiškasis vidaus atspindys – tai reiškinys, kai šviesa, sklisdama iš optiškai tankesnės terpės į optiškai retesnę terpę (pvz., iš stiklo į orą), visiškai atsispindi nuo terpių ribos ir nepatenka į antrąją terpę. Taip atsitinka, kai šviesos kritimo kampas yra didesnis arba lygus ribiniam visiškojo atspindžio kampui (\(\alpha_{rib}\)). Ribinis kampas priklauso nuo abiejų terpių lūžio rodiklių ir apskaičiuojamas pagal formulę: \(\sin \alpha_{rib} = n_2 / n_1\), kur \(n_1\) yra pirmosios (tankesnės) terpės lūžio rodiklis, o \(n_2\) – antrosios (retesnės) terpės lūžio rodiklis.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com