[natuurkunde] Optica Grenshoek

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Berichten: 297

[natuurkunde] Optica Grenshoek

optica.png
Kan iemand helpen bij deze vraag?
Ik dacht dat de grenshoek hier groter is dan de invalshoek (49° > 45°) dus dat er geen terugkaatsing zou zijn.
Dus enkel straal 2 is mogelijk maar dat klopt niet.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Als de grenshoek kleiner is dan de invalshoek krijg je volledige reflectie.
Dat wil niet zeggen dat je in het omgekeerde geval helemaal geen reflectie hebt.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 50.424

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Xilvo schreef: ma 19 jul 2021, 20:29 Dat wil niet zeggen dat je in het omgekeerde geval helemaal geen reflectie hebt.
inderdaad:
internal.jpg
https://physics.usc.edu/demolab/o_ref.html

Berichten: 8

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Ik begrijp bovenstaande beweringen, en betwijfel zeker de juistheid er niet van.
Maar: als je dit echt fysisch wil aantonen, heb je toch een gebrek aan gegevens bij deze vraag?

Er geldt namelijk dat voor elke invalshoek die groter is dan de kritische hoek, de lichtstralen volledig in het materiaal worden gereflecteerd. (= totale interne reflectie)

De sinus van deze kritische hoek is af te leiden uit de brekingswet: sin Θ = n 2 / n 1
Maar in deze vraag ontbreken de brekingsindices... Je kan dus niet 100% zeker concluderen dat er TIR plaatsvind. Toch?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

De grenshoek zelf is al gegeven (49 graden). Er treedt hier geen totale reflectie op.

Berichten: 8

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Maat het correcte antwoord is straal 2 en straal 3. Bij straal 3 treedt er toch wel totale reflectie op? Of ben ik nou helemaal mis?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Bij straal drie wordt er maar een deel van het licht gereflecteerd. Daarom heet het geen "totale" reflectie.

Kijk door een dikke glasplaat. Je ziet twee reflecties, ook die van de glas-luchtovergang. Daar heb je geen totale reflectie maar er komt wel wat licht terug.

Berichten: 8

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Ik begrijp niet zo goed waarom je dit mag concluderen. Ik ontken zeker niet dat het juist is, maar begrijp de natuurkunde erachter niet zo goed... Is er een algemene regel hieromtrent? Alvast bedankt.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

In het algemeen krijg je bij iedere overgang met abrupte verandering van brekingsindex, zoals hier (glas-lucht of lucht-glas), reflectie. Alleen in speciale omstandigheden krijg je totale reflectie. Dat gebeurt in dit vraagstuk niet.

Berichten: 8

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Xilvo schreef: za 24 jul 2021, 22:15 Bij straal drie wordt er maar een deel van het licht gereflecteerd. Daarom heet het geen "totale" reflectie.
Hoe kan je dit concluderen? Als je straal 1 en 2 even wegdenkt, dan vindt er toch wel totale terugkaatsing plaats? Als je enkel straal 3 in beschouwing neemt?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 50.424

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Lolo03 schreef: za 24 jul 2021, 22:47 Als
Als mijn tante een piemeltje had gehad, dan was ze mijn oom geweest.

Bij de overgang van glas naar lucht treden zowel reflectie als breking op.
Hoe schuiner het licht invalt op het grensvlak, hoe groter het aandeel reflectie en dus ook hoe kleiner het aandeel breking.
Voorbij een zekere invalshoek, afhankelijk van de materialen aan weerszijden van het grensvlak, treedt volledige reflectie op. Dat heet de grenshoek.

Je kunt dus niet straal 2 even "wegdenken" en dan over totale reflectie gaan spreken:
Ik denk de rest van de wereldbevolking even weg en concludeer dan dat ik alle geld op aarde bezit?

Beneden de grenshoek zal er een straal 2 zijn. Zo dicht bij de grenshoek vrij zwak, maar toch. En tevens een straal 3.

speel eens een beetje met deze applet:
https://phet.colorado.edu/sims/html/ben ... ht_nl.html
snel.JPG

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Lolo03 schreef: za 24 jul 2021, 22:47
Xilvo schreef: za 24 jul 2021, 22:15 Bij straal drie wordt er maar een deel van het licht gereflecteerd. Daarom heet het geen "totale" reflectie.
Hoe kan je dit concluderen? Als je straal 1 en 2 even wegdenkt, dan vindt er toch wel totale terugkaatsing plaats? Als je enkel straal 3 in beschouwing neemt?
Je kunt straal 2 niet wegdenken want in die richting komt er ook licht naar buiten.

Berichten: 8

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Ik begrijp gewoon niet goed waarom je de stralen niet apart kan beschouwen? Ze vragen toch duidelijk 'Welke mogelijke straal/stralen is/zijn een voortzetting van de invallende lichtstraal?

Ik persoonlijk zou dan antwoorden: straal 2 sowieso, en straal 3 in combinatie met straal 2.

Enkel straal 3 zou dan toch fout zijn? Want als je enkel straal 3 in beschouwing neemt, dan ziet het er op het eerste zicht toch wel uit als TIR? En dit kan onmogelijk in deze vraag...

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 6.124

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Misschien kun je duidelijk aangeven wat je niet duidelijk is.
Lolo03 schreef: zo 25 jul 2021, 11:56 Ik persoonlijk zou dan antwoorden: straal 2 sowieso, en straal 3 in combinatie met straal 2.
Hieruit zou volgens mij volgen dat beide stralen aanwezig zijn.

Maar het is juist zo dat straal 3 altijd aanwezig is (er is altijd reflectie) terwijl straal 2 alleen kan bestaan als de hoek van inval onder de grenshoek ligt.

Gebruikersavatar
Berichten: 388

Re: [natuurkunde] Optica Grenshoek

Sin 90 graden is 1, sin grenshoek 49 graden is 0,7547.
Als de hoek van uitgaande straal 90 graden is of meer, treedt totale terugkaatsing op.
De brekings index n is uit te rekenen 1/ 0, 7547= 1,325
Daar uit is ook het percentage spiegeling te berekenen met formule (n1-n2)^2 /(n1+n2)^2= ratio spiegeling( weet ik even de letter niet voor).
Geeft hier ( 1,325-1)^2/(1,325+1)=0,0195 dus 1,95% spiegelt terug ( straal 3), de rest staal 2, waarvan de hoek ook uit te rekenen is.

Iemand schreef , hoe meer tegen de grenshoek, hoe meer spiegeling, maar zelfs bij 48 graden hoek van inval, nog steeds 1,95% gespiegeld.

Reageer