Zadanie 12.3.6: Czy promień wydostanie się ze szklanej obudowy?
- Punkty
- 3 pkt
- Dział
- Zjawiska falowe · Całkowite wewnętrzne odbicie
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
- Poziom programu
- Zakres: Podstawa
Zastosowanie kąta granicznego do przewidywania, czy światło wydostanie się ze szkła do powietrza.
Treść zadania
W szklanej osłonie czujnika () biegnie promień światła, który dochodzi do płaskiej granicy szkło–powietrze. Kąt padania wewnątrz szkła wynosi i jest mierzony względem normalnej. Powietrze ma współczynnik załamania .
Oblicz kąt graniczny dla tej granicy i ustal, co stanie się z promieniem przy kącie . Oceń, czy można zmienić kierunek promienia tak, aby wydostał się on do powietrza; podaj warunek na kąt padania i sprawdź, co stanie się po jego zmniejszeniu do .
Odpowiedź
Kąt graniczny wynosi około . Przy zachodzi całkowite wewnętrzne odbicie. Promień może wyjść do powietrza po zmniejszeniu kąta padania poniżej ; przy załamuje się do powietrza.