Шыныныӊ сыну көрсеткішін анықтау. Толық ішкі шағылу. Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Шыныныӊ сыну көрсеткішін анықтау.Толық ішкі шағылу.

Оқу мақсаты: 8.5.1.8 – тәжирибеге сүйене отырып толық ішкі шағылу құбылысын түсіндіру

Қысқаша теориялық мəліметтер

Түскен жəне сынған сəуле жəне сəуленің түскен нүктесінде екі ортаның шекарасына тұрғызылған перпендикуляр бір жазықтықта жатады.  түсу бұрышы синусының  сыну бұрышы синусына қатынасы берілген екі орта үшін тұрақты шама болады:

(1)

n тұрақты шама екінші ортаның бірінші ортаға қарағандағы салыстырмалы сыну кbрсеткіші деп аталады. Ортаның вакуумға қарағандағы сыну көрсеткіші абсолют сыну кbрсеткіші деп аталады. Екі ортаның салыстырмалы сыну көрсеткіші олардың абсолют сыну көрсеткіштерінің қатынасына тең:

n = n₂ / n₁(2)

Абсолют сыну көрсеткіші аз ортаны оптикалық тығыздығы аз орта деп атайды. Жарық оптикалық тығыздығы көп ортадан оптикалық тығыздығы аз ортаға өткенде n₂ < n₁ (мысалы, шыныдан ауаға) толыy ішкі шағылу құбылысын байқауға болады. Басқаша айтқанда сынған сəуленің жоғалып кетуін. Бұл құбылыс түсу бұрышының _ш толыy ішкі шағылудыy шекті бyрышы деп аталатын бұрыштан асқан кезде байқалады (1 сур.). Түсу бұрышы _ш тең болғанда sin 1, ал sin _ш  n₂ / n₁  1. Егер екінші орта ауа болса (n₂  1), онда (1) формуланы келесі түрде жазған қолайлы болады

sin α_ш = 1 / n,(3)

бұл жерде n = n₁  1 – бірінші ортаның абсолют сыну көрсеткіші. Органикалық шыны – ауа шекарасы үшін (n = 1,5) шекті бұрыш α_ш = 42 , су-ауа шекарасы үшін (n = 1,33) - α_ш = 48,7^о.

1 сурет.

Су-ауа шекарасындағы жарықтың толық ішкі шағылуы; S – нүктелік жарық көзі.

Толық ішкі шағылу құбылысы көптеген оптикалық қодырғыларда қолданылады. Практика тұрғысынан ең маңызды жəне ең қызықты қолдануы болып волокондық жарықжетекшілерін жасау табылады. Жарықжетекшілері оптикалық мөлдір материалдан

(шыны, кварц) жасалған майысқан жінішке (бірнеше микрометрден милиметрге дейінгі) жіптер. Жарық жарықжетекшіге енгеннен кейін оның ішкі беттерінен толық ішкі шағылу нəтижесінде үлкен қашықтыққа таралуы мүмкін (2 сур.). Оптикалық жарықжетекшілерін

жасаусен олардың қолдануымен айналысатын ғылыми-техника лық сала волоконды оптика деп аталады.

\

2 сурет.

Волокондық жарық жетекшісіндегі жарықтың таралуы.