optiska vägen vid infallsvinkel 0och 30

Kan det någonsin bli totalreflexion när ljuset går från luft till glas?

raderat kommentar

När en ljusstråle försöker passera från ett medium med högre brytningsindex till ett medium med lägre brytningsindex så kan det hända att sinus för brytningsvinkeln blir större än ett. Det är omöjligt, så istället för att brytas kommer ljusstrålen att reflekteras mot ytan. Det kallas för totalreflektion och inträffar om infallsvinkeln blir tillräckligt stor.

Så om man utgår från detta så kan det ej ske totalreflektion när ljus passerar från luft till glas. Men detta betyder att interferens i tunnare skikt ej har någon logik i sig för där går man ju från luft till glas eller vatten, som har högre brytningsindex, och det sker ju fortfarande reflektion?

Är det kanske skillnad på totalreflektion och reflektionen som sker i interferens i tunna skikt.

För den här uppgiften kan du glömma tunna skikt. Det kan vi ta i nån annan tråd där det är aktuellt. 

Om tjockleken är 1 mm och ljuset färdas med vinkeln b ≈ 19.2° mot normalen, hur långt färdas då ljuset i mediet (innan det bryts ut i luften igen, eller reflekteras)?

Det är den geometriska vägen. Sedan behöver du omvandla det till optisk väg. 

Jag vet hur man löser uppgiften men vill bara förstå varför, tror jag förstått det nu. 

Att ljus passerar från luft genom glasskiva medför att det ej skett totalreflektion, för isåfall hade ljuset inte kunnat passera igenom glasskivan då den har högre brytningsindex. Vid interferens i tunna skikt så övergår ju inte ljuset till andra mediet, utan den reflekteras mot den just för den har högre brytningsindex och den kan inte ta sig in genom den då. Därför har det skett brytning här och ej reflektion. Tänker jag rätt? 

Tillägg: 17 feb 2024 17:14

Nu blir jag förvirrad för totalreflektion sker endast när man försöker övergå till tunnare medium, vid interferens i tunna skikt så försöker man övergå till tätare medium men det sker ändå totalreflektion? 

Titta på avsnittet om totalreflexion i din bok. 

Totalreflexion får du när du går från ett optiskt tätare till ett optiskt tunnare medium, när infallsvinkeln är större än gränsvinkeln för totalreflexion. 

Interferens i tunna skikt kan göra att det reflekterade ljuset blir starkare eller svagare. Hur det blir beror på de reflekterade strålarnas relativa fas.

så reflektion kan ske även fast vi går till optisk tätare medium? Det måste alltså vara skillnad på totalreflexion och reflektionen vid interferens i tunna skikt. Min bok säger inget om detta

Mattehjalp skrev:

så reflektion kan ske även fast vi går till optisk tätare medium?

Ja, se din andra tråd om såpbubblan!

Det måste alltså vara skillnad på totalreflexion och reflektionen vid interferens i tunna skikt. Min bok säger inget om detta

Du kan få totalreflexion även i ett tunt skikt. Det beror på infallsvinkel och skillnad i brytningsindex på olika sidor om gränsytan. 

vad menas egentligen med ett tunt skikt?

Det betyder ungefär ett lager av ett material som är av samma storleksordning som ljusets våglängd, eller mindre. 

Då kan man se interferenseffekter som är beroende av skiktets tjocklek. (Det kan man i princip göra även för tjocka skikt, d >> λ, ifall ljuset är tillräckligt koherent.)

kan du utveckla detta: Det beror på infallsvinkel och skillnad i brytningsindex på olika sidor om gränsytan. 

Brytningslagen ger

$n_1\sin \theta_1=n_2\sin \theta_2$

Notera att om n₁ > n₂, så är sin(θ₁) < sin(θ₂). För vinklar mellan 0° och 90°, så är då även θ₁ < θ₂, d.v.s brytning från normalen. 

Dock kan sinus för brytningsvinkeln inte vara större än 1. I de fallen så blir det ingen bruten våg, utan allt ljus reflekteras (totalreflexion). Den minsta infallsvinkel som ger totalreflexion kan vi kalla θ_1,c, som är infallsvinkeln du får du om du sätter θ₂ =90° i brytningslagen,

$n_1\sin \theta_{1,c}=n_2\sin 90 ^{\circ}$

så

$\theta_{1,c}=\arcsin(\frac{n_2}{n_1})$

Det som avgör om du får totalteflexion är alltså infallsvinkeln och kvoten mellan brytningsindex på båda sidor om gränsytan. 

(Om istället n₁ < n₂ så finns det alltid en bruten våg och därmed ingen totalreflexion.)

men n1 < n2 vid interferens i tunna skikt och det sker ändå totalreflexion.

Mattehjalp skrev:

men n1 < n2 vid interferens i tunna skikt och det sker ändå totalreflexion.

Nej. Visa var du tror att det står så. 

Beroende på skiktets tjocklek så kan reflexerna från olika gränsytor förstärka varandra p.g.a (konstruktiv) interferens. 

Det har dock inget med totalreflexion att göra. 

Menar du att det inte sker totalreflexion vid interferens i tunna skikt?

Jag läste precis att totalreflektion innebär att all ljus reflekteras och inget bryts så då kan inte totalreflektion ske i interferens i tunna skikt för det finns ljus som transmineras där men reflektion kan fortfarande ske och tottalreflektion och reflektion är inte samma sak. 

Om det jag nämnde är rätt så förstår jag.

Totalreflexion sker när infallsvinkeln är större än vad jag angav i #13. Då finns ingen bruten våg, så allt ljus reflekteras (därav namnet totalreflexion).

Tusen tack!!