Hvordan Beregn kritisk vinkel av en Kledning

Den kritiske vinkel av en optisk fiber bestemmer hvor lyset beveger seg nedover fiberen. Optiske fibre har mange bruksområder, inkludert langdistanse kommunikasjon, fjernmåling og belysning. De inneholder en kjerne som er omgitt av kledning. Lyset må gå inn i kjernen ved en vinkel lik eller mindre enn den kritiske vinkel for å gjennomgå en prosess som kalles total indre refleksjon, noe som betyr at lyset ikke sprer seg ut inn i kledningen. Du kan beregne kritisk vinkel ved hjelp Snell lov.

Bruksanvisning

1 Samle informasjon om den optiske fiber. Du må vite brytningsindeksene til kjernen og kledning materialer. Brytningsindeksen for et materiale er et mål på hvor mye den bøyer lys. Man kan trene brytningsindeksen for et materiale ved å måle lysets hastighet i dette materiale og dele det på lyshastigheten i vakuum. Alternativt, se opp brytningsindeks på materialet i en online tabell (for eksempel se Ressurser 1) eller i en optikk lærebok (for eksempel se Ressurser 2).

2 Skriv ned Snell lov, herunder informasjon du har om den optiske fiber. Snells lov sier at brytningsindeksen for kjernen multiplisert med sinus til den vinkel ved hvilken lyset kommer inn i kjernen er lik brytningsindeksen for den optiske kappen multiplisert med sinus til den vinkel ved hvilken lyset vil gå inn i kledningen. Enkelt sagt: (brytningsindeks hvis kjerne x sin (vinkel at lyset kommer inn kjerne)) = (brytningsindeks av kledning x sin (vinkel at lyset kommer inn kledning)).

3 Bruke informasjon om total intern refleksjon for å redusere ligningen til en enklere en. For at lette å fortsette reiser ned i kjernen, den vinkel som den går inn i den optiske kappen må være 90 grader eller mer. Dette er slik at lyset aldri kommer inn i kledningen og i stedet fortsetter tur ned i kjernen. Sinus av 90 er lik en, slik at du kan redusere ligningen til følgende: (brytningsindeks av kjerne x sinus til kritisk vinkel) = brytningsindeks av kledning.

4 Ordne Snell lov til å gi den kritiske vinkel. Man kan ordne ligningen for å fastslå at den kritiske vinkel er lik den inverse sinus til kledningen brytningsindeks dividert med kjernens brytningsindeks. Enkelt sagt: Kritisk vinkel = arcsinus (kledning brytningsindeks / kjernebrytningsindeks).

5 Del kledning brytningsindeks ved kjernen brytningsindeks, så ta den inverse sinus av resultatet ved hjelp av en kalkulator. Den resulterende tall er den kritiske vinkel.

Hint

• Den kritiske vinkel er den minste vinkel ved hvilken lyset vil reise seg i kjernen av den optiske fiber - lyset vil fortsatt reise nedover fiberen for vinkler over enn den kritiske vinkel.