Mielenkiintoiseen valotehtävään apuja

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Hei, eli tälläseen aivopähkinään oon nyt tuhlannu aikaani tunteja. Ongelma on, että mielestani logiinen päättely tuottaa muka väärän vastauksen eli onko laskuissani vai valmiissa vastauksessa vika?
Lasilevy sijaitsee nesteessa niin, että valonsäde heijastuu siitä ja toinen säde samassa tulokulmassa menee läpi taittuen. Näiden välinen kulma on 90astetta. Heijstunut säde jatkaa matkaansa ilman ja nesteen rajaan, johon se tulee kokonaisheijastuksen rajakulmassa. Mikä on lasilevyn ja nesteen pinnan välinen kulma?
N(neste)=1,45 n(ilma)=1 n(lasi)=1,51
Itse sain ratkaisuksi tuon saman kokonaisheijastuksen rajakulman pienellä pyörittelyl ja kolmioiden piirtämisellä mutta oikea vastaus kirjan mukaan on 2,6! Missä vika?

Kommentit (5)

Vierailija

Kyllä määkin ton 2,6 astetta sain.

Jos kerran heijastuvan ja taittuvan säteen välinen kulma on suora, molemmat säteet ovat täydellisesti polarisoituneet. Brewsterin laista saadaan ratkaistua tämän ehdon mukainen tulokulma (n. 46,161°). Merkitään sitä beetalla.

Vesi-ilma -rajapinnan kokonaisheijastumisen rajakulmaa (n. 43,603°) merkitään taas gammalla. Olkoon alfa nyt kulma, joka halutaan ratkaista. Oheisesta kuvasta löytyy kolmio, jonka pohjalta se saadaan helposti tehtyä.

Vierailija

Kiitos paljon tosi selkeästä ja hyvästä vastauksesta! Brewterin laki olikin uusi tuttavuus enkä itse tajunnut johtaa noista tota kaavaa, siinä menin vikaan, kun entajunnut että noin voi tehdä.. Kiitos paljon!

Vierailija

Terve lukijoille. Tämä viesti ei liity alkuperäiseen kysymykseen,
valoon ja taittokertoimeen kuitenkin.

Minä olen tietenkin jo aikoja sitten unohtanut saamani fyssantiedot.
Pari vuotta sitten tarkastelin poikani fyssankoetta, siinä oli tehtävä,
josta poika oli menettänyt yhden pisteen. Yleensä pojan arvosanat olivat
kymppejä (mistä olen ylpeä), sen virhemerkinnän takia tsekkasin valontaitto-
kertoimia uudestaan.

Ne valontaittokertoimet ovat kaikille tuttuja, nehän esiintyvät kun katsoo järven
pinnan alla olevaa kalaa ja varsinkin silloin, kun katsoo pinnan alapuolelle
ylettyvää atraimen vartta. Toiselta puolelta katsottuna (siis sukeltamalla ja
katsomalla ylöspäin) taitekertoin on tietenkin erilainen.

Kaikki me tiedämme suurinpiirtein ne säännöt, joita valonsäde noudattaa
kulkiessaan taittokertoimeltaan" tiheämmästä aineeste vähemmän tiheään
aineeseen. Ja toisinpäin.

Sukeltaessaan me kaikki olemme kait huomanneet, että vedenpinnan ylä-
puolelta tuleva valoa näkee kait noin 30 asteen kulmassa, sen jälkeen pinta
alkaa heijastaa alapuolelta tulevaa valoa, jos sitä on. Eli ilmiö noudattaa
fysiikan sääntöjä.

Minua ihmetyttää, että ikkunalasinkin molempien pintojen pitäisi noudattaa
näitä sääntöjä. Elikkä ikkunalasiin tuleva valo saapuu taittokertoimeltaan pienemmästä
aineesta (ilmasta) taittokertoimeltaan tiheämpään aineeseen (lasi).
Senjälkeen valonsäde poistuu lasista ilmaan (eli taittokertoimeltaan tiheämmästä
aineesta vähemmän tiheään)

Muistaakseni tsekkasin silloin aikoinaan, että ilman ja lasin taitekertoimet ovat
suurinpiirtein samat kuin ilman ja veden. Eli jos katselee sieltä tiheämmältä
puolelta asiaa, niin näkee ainoastaan 30 astetta tai sitä jyrkemmässä kulmassa
pinnan läpi tullutta valoa.

Tyhmänä tsekkasin heti keittiön ikkunasta, että kuinka loivassa kulmassa siitä
näkee läpi. Näin naapurin kauniin rouv... eiku, huomasin, että ikkunalasista näkee
lävitse lähes nollakulmasta - siis hyvinkin viistosti katsottuna.

Jotenkin minusta tuntuu, että tuo taitekerroinsääntö ei aina pidä paikkaansa
valon tullessa optisesti pienemmästä aineesta optisesti tiheämpään aineeseen.
ainakaan ohuessa lasissa, tai naapurin rouvan ollessa kyseessä.

Vierailija

Niin ohutta lasilevyä ei käytännössä ole, ettei tuo taittoilmiö toimisi aivan noiden fysiikan kaavojen mukaan. Jos lasin pinnat ovat yhdensuuntaiset, valo taittuu ulostullessaan takaisin alkuperäiseen suuntaan. Jos valo tulee hyvin viistosti, lähes pinnan suuntaisesti, se heijastuu lähes kokonaan eikä lasin läpi taitu juuri lainkaan valoa.

visti
Seuraa 
Viestejä6331
Liittynyt16.11.2009
TPa
Terve lukijoille. Tämä viesti ei liity alkuperäiseen kysymykseen,
valoon ja taittokertoimeen kuitenkin.

Minä olen tietenkin jo aikoja sitten unohtanut saamani fyssantiedot.
Pari vuotta sitten tarkastelin poikani fyssankoetta, siinä oli tehtävä,
josta poika oli menettänyt yhden pisteen. Yleensä pojan arvosanat olivat
kymppejä (mistä olen ylpeä), sen virhemerkinnän takia tsekkasin valontaitto-
kertoimia uudestaan.

Ne valontaittokertoimet ovat kaikille tuttuja, nehän esiintyvät kun katsoo järven
pinnan alla olevaa kalaa ja varsinkin silloin, kun katsoo pinnan alapuolelle
ylettyvää atraimen vartta. Toiselta puolelta katsottuna (siis sukeltamalla ja
katsomalla ylöspäin) taitekertoin on tietenkin erilainen.

Kaikki me tiedämme suurinpiirtein ne säännöt, joita valonsäde noudattaa
kulkiessaan taittokertoimeltaan" tiheämmästä aineeste vähemmän tiheään
aineeseen. Ja toisinpäin.

Sukeltaessaan me kaikki olemme kait huomanneet, että vedenpinnan ylä-
puolelta tuleva valoa näkee kait noin 30 asteen kulmassa, sen jälkeen pinta
alkaa heijastaa alapuolelta tulevaa valoa, jos sitä on. Eli ilmiö noudattaa
fysiikan sääntöjä.

Minua ihmetyttää, että ikkunalasinkin molempien pintojen pitäisi noudattaa
näitä sääntöjä. Elikkä ikkunalasiin tuleva valo saapuu taittokertoimeltaan pienemmästä
aineesta (ilmasta) taittokertoimeltaan tiheämpään aineeseen (lasi).
Senjälkeen valonsäde poistuu lasista ilmaan (eli taittokertoimeltaan tiheämmästä
aineesta vähemmän tiheään)

Muistaakseni tsekkasin silloin aikoinaan, että ilman ja lasin taitekertoimet ovat
suurinpiirtein samat kuin ilman ja veden. Eli jos katselee sieltä tiheämmältä
puolelta asiaa, niin näkee ainoastaan 30 astetta tai sitä jyrkemmässä kulmassa
pinnan läpi tullutta valoa.

Tyhmänä tsekkasin heti keittiön ikkunasta, että kuinka loivassa kulmassa siitä
näkee läpi. Näin naapurin kauniin rouv... eiku, huomasin, että ikkunalasista näkee
lävitse lähes nollakulmasta - siis hyvinkin viistosti katsottuna.

Jotenkin minusta tuntuu, että tuo taitekerroinsääntö ei aina pidä paikkaansa
valon tullessa optisesti pienemmästä aineesta optisesti tiheämpään aineeseen.
ainakaan ohuessa lasissa, tai naapurin rouvan ollessa kyseessä.


Valo taittuu tullessaan ilmasta lasiin vinosti niin paljon, ettei se voi toisesta rajapinnasta kokonaisheijastua. Se ei voi tulla siihen pintaan riittävän loivasti.
Itse asiassa nollakulmassa tullut säde taittuisi lasiin juuri kokonaisheijastuksen rajakulmassa. Kokonaisheijastuakseen säteen pitäisi tulla vinommin.
Miten poikasi koulumenestys liittyi asiaan?

Uusimmat

Suosituimmat