Hullámok törése » Fénytörés, teljes visszaverődés

Média

Képek

Filmek

Jelenség leírása

A fényforrással állítsunk elő párhuzamos fénynyalábot, amivel világítsuk meg oldalról az üvegkádat. A víz feletti levegőben füsttel, a vízben pedig fluoreszcens festék segítségével tudjuk láthatóvá tenni a fényt. Jól láthatjuk a beeső fénysugarat, a megtört fénysugarat és a visszavert fénysugarat is. Ha a fény vízből halad levegő felé, akkor nagyobb beesési szögek esetén a kilépő megtört fénysugár eltűnik, ilyenkor teljes visszaverődés jön létre.

Összeállítás

A fényforrással állítsunk elő párhuzamos fénynyalábot, amivel világítsuk meg oldalról az üvegkádat. A víz feletti levegőben füsttel, a vízben pedig fluoreszcens festék segítségével tudjuk láthatóvá tenni a fényt. Jól láthatjuk a beeső fénysugarat, a megtört fénysugarat és a visszavert fénysugarat is.

Eszközök

fényforrás., fluoreszcens festék, füst, Üvegkád, víz

Magyarázat

156. Fénytörés, teljes visszaverõdés

Ha két közeg határára ferdén párhuzamos fénynyaláb érkezik, akkor a fénysugár részben visszaverõdik, részben behatol a közegbe. A fény terjedési iránya általában mindkét esetben megváltozik. A közegek és a határfelület tulajdonságaitól függ, hogy a fény csak visszaverõdik, vagy egy része behatol az új közegbe, és ilyenkor a visszaverõdés és a fénytörés közül melyik az erõteljesebb.

A fényvisszaverõdés törvénye:

[1.] A beesõ fénysugár, a beesési merõleges és a visszavert fénysugár egy síkban van.

[2.] A visszaverõdési szög egyenlõ a beesési szöggel.

A fénytörés törvénye:

[1.] A beesõ fénysugár, a megtört fénysugár és a beesési merõleges egy síkban vannak.

[2.] A beesési szög (alpha szinusza egyenesen arányos a törési szög (eta) szinuszával. Az arányossági tényezõ a második közegnek az elsõre vonatkozó törésmutatója (n21). A törésmutató kifejezhetõ a két közegben mért terjedési sebesség hányadosával:

n21 =c1/c2,

sin alpha=n21 sin eta.

A különbözõ anyagok törésmutatója függ a fény színétõl, általában a vörös színre a legkisebb, ibolyára a legnagyobb.

Az anyagok légüres térre vonatkozó törésmutatóját abszolút törésmutatónak nevezzük és n-nel jelöljük. Két anyag egymásra vonatkozó törésmutatója kifejezhetõ abszolút törésmutatóik segítségével:

n21=n2/ n1.

Két átlátszó közeg közül azt, amelyben a fény terjedési sebessége kisebb, optikailag sûrûbb, a másikat optikailag ritkább közegnek nevezzük. A fény optikailag sûrûbb közegbe lépve a beesési merõlegeshez törik, optikailag ritkább közegbe lépve a beesési merõlegestõl törik.

Teljes visszaverõdés:

Ha a fény optikailag sûrûbb közeg felõl halad a ritkább felé, elegendõen nagy szög esetén teljes visszaverõdést szenved a közeghatáron. A teljes visszaverõdés határszöge (alphah) az a beesési szög, amelyhez 90o-os törési szög tartozik:

sin alphah= nr,s  (= 1/ns,r).

A törésmutatóban szereplõ r index a ritkább, az s index pedig az optikailag sûrûbb közegre vonatkozik. Az optikailag sûrûbb közegbõl a közeghatárra a határszögnél nagyobb beesési szöggel érkezõ fénysugár teljes egészében visszaverõdik.

Levegõ és víz esetén természetesen a levegõ az optikailag ritkább, a víz pedig az optikailag sûrûbb közeg. Tehát amikor a fény levegõbõl halad a víz felé, akkor mindig van visszavert és megtört fénynyaláb, és a törési szög kisebb, mint a beesési szög.

Ha a fény vízbõl halad a levegõ felé, akkor a törési szög nagyobb, mint a beesési szög. Víz és levegõ relatív törésmutatója hozzávetõlegesen 4/3, és ennek megfelelõen a határszög 48,6o. Ha a beesési szög nagyobb a határszögnél (vagy egyenlõ vele), akkor törés nem lép fel, hanem teljes visszaverõdés történik.


Szerzők

  • Baranyai Klára
  • Honyek Gyula
  URI STRING  
/show/156/F-C-H
  CLASS/METHOD  
show/index
  MEMORY USAGE  
632,688 bytes
  BENCHMARKS  
Loading Time Base Classes  0.0009
Controller Execution Time ( Show / Index )  0.0967
Total Execution Time  0.0977
  GET DATA  
No GET data exists
  POST DATA  
No POST data exists
  DATABASE:  kiserletek   QUERIES: 9   
0.0004   INSERT INTO `sessions(`session_id`, `ip_address`, `user_agent`, `last_activity`) VALUES ('75361a5ddef99bdd076f48a6c9d0a4d0''3.87.147.184''CCBot/2.0 (https://commoncrawl.org/faq/)'1558856896) 
0.0006   SELECT `label`, trim(item) as item
FROM 
(`categories`) 
0.0006   SELECT *
FROM (`experiments`)
WHERE `eid` = '156' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_kwd`)
JOIN `keywordsON `keywords`.`path`=`exp_kwd`.`path`
WHERE `eid` = '156' 
0.0006   SELECT *
FROM (`exp_cat`)
JOIN `categoriesON `categories`.`label`=`exp_cat`.`label`
WHERE `eid` = '156' 
0.0002   SELECT `name`
FROM (`materials`)
WHERE `eid` = '156' 
0.0002   SELECT `source`
FROM (`sources`)
WHERE `eid` = '156' 
0.0003   SELECT *
FROM (`exp_authors`)
JOIN `authorsON `exp_authors`.`monogram`=`authors`.`monogram`
WHERE `exp_authors`.`eid` = '156' 
0.0005   SELECT *
FROM (`media`)
JOIN `media_typeON `media_type`.`format`=`media`.`format`
JOIN `exp_mdaON `media`.`mid` = `exp_mda`.`mid`
WHERE `exp_mda`.`eid` = '156'