everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

Elke media paar het hul eie unieke grenshoek. Byvoorbeeld, die grenshoek vir lig wat beweeg vanaf glas na lug is 42 ◦ , en dié water na lug is 48,8 ◦ . Informele eksperiment: Die grenshoek vir ’n reghoekige glasblok Doelwit: Om die grenshoek vir ’n reghoekige glasblok te bepaal. Apparaat: reghoekige glasblok, straalkissie, 360 ◦ gradeboog, papier, potlood en liniaal Metode: 1. Plaas die glasblok in die middel van die stuk papier en teken die blok se buitelyn met die potlood. 2. Skakel die straalkissie aan en fokus die ligstraal na die linkerkant van die glasblok. Verstel die hoek waarmee die lig die glasblok tref totdat jy sien dat die gebreekte straal langs die bokant van die glasblok beweeg (d.w.s die brekingshoek is 90 ◦ ). Hierdie situasie moet soortgelyk aan dié in die diagram lyk: straalkissie θi lug reghoekige glasblok 3. Teken ’n kolletjie op die papier of die punt waar die lig die glasblok binnekom vanaf die straalkissie. Teken dan ’n kolletjie op die papier by die punt waar die lig gebreek word (by die bokant van die glasblok). 4. Skakel die straalkissie af en verwyder die glasblok van die papier. 5. Gebruik nou die liniaal om ’n lyn te trek tussen die twee gemete kolletjies. Hierdie lyn stel die gebreeekte straal voor. 6. Wanneer die brekingshoek 90 ◦ is, is die invalshoek gelyk aan die grenshoek. Daarom moet ons die invalshoek meet om die grenshoek te bepaal. Dit word met die gradeboog gedoen. 7. Vergelyk jou antwoord met die res van die klas en bespreek moontlike redes hoekom dit dalk mag verskil (alhoewel dit soortgelyk moet wees!) Hoofstuk 5. Geometriese Optika 227

WENK Onthou dat vir totale interne weerkaatsing, die invalshoek altyd groter is as die grenshoek! Bereken die grenshoek In plaas van die heeltyd die grenshoeke van verskillende materiale te meet, is dit moontlik om die grenshoek by die skeidingsvlak tussen twee media te bereken deur gebruik te maak van Snell se wet. Vir hersiening, Snell se wet sê dat: n1 sin θ1 = n2 sin θ2 waar n1 die brekingsindeks is van medium 1,n2 die brekingsindeks van 2, θ1 is die invalshoek en θ2 is die brekingshoek. Vir totale interne weerkaatsing weet ons dat die invalshoek dieselfde is as die grenshoek. So, θ1 = θc. Ons weet ook dat die brekingshoek 90 ◦ is by die grenshoek. So ons het: Ons kan nou Snell se wet skryf as: Los op vir θc gee: Uitgewerkte voorbeeld 5: Grenshoek VRAAG θ2 = 90 ◦ . n1 sin θc = n2 sin 90 ◦ n1 sin θc = n2 sin 90 ◦ sin θc = n2 (1) n1 ∴ θc = sin −1 n2 n1 Gegee dat die brekingsindekse van lug en water 1,00 en 1,33 is respektiewelik. Vind die grenshoek. OPLOSSING Stap 1: Bepaal hoe om die probleem te benader Ons kan Snell se wet gebruik om die grenshoek te bepaal omdat ons weet dat die invalshoek gelyk is aan die grenshoek, die brekingshoek is 90 ◦ . Stap 2: Los die probleem op 228 5.7. Grenshoeke en totale interne weerkaatsing

Elke media paar het hul eie unieke grenshoek. Byvoorbeeld, die grenshoek vir lig wat<br />

beweeg vanaf glas na lug is 42 ◦ , en dié water na lug is 48,8 ◦ .<br />

Informele eksperiment: Die grenshoek vir ’n reghoekige glasblok<br />

Doelwit:<br />

Om die grenshoek vir ’n reghoekige glasblok te bepaal.<br />

Apparaat:<br />

reghoekige glasblok, straalkissie, 360 ◦ gradeboog, papier, potlood en liniaal<br />

Metode:<br />

1. Plaas die glasblok in die middel van die stuk papier en teken die blok se buitelyn<br />

met die potlood.<br />

2. Skakel die straalkissie aan en fokus die ligstraal na die linkerkant van die glasblok.<br />

Verstel die hoek waarmee die lig die glasblok tref totdat jy sien dat die<br />

gebreekte straal langs die bokant van die glasblok beweeg (d.w.s die brekingshoek<br />

is 90 ◦ ). Hierdie situasie moet soortgelyk aan dié in die diagram lyk:<br />

straalkissie<br />

θi<br />

lug<br />

reghoekige glasblok<br />

3. Teken ’n kolletjie op die papier of die punt waar die lig die glasblok binnekom<br />

vanaf die straalkissie. Teken dan ’n kolletjie op die papier by die punt waar die<br />

lig gebreek word (by die bokant van die glasblok).<br />

4. Skakel die straalkissie af en verwyder die glasblok van die papier.<br />

5. Gebruik nou die liniaal om ’n lyn te trek tussen die twee gemete kolletjies. Hierdie<br />

lyn stel die gebreeekte straal voor.<br />

6. Wanneer die brekingshoek 90 ◦ is, is die invalshoek gelyk aan die grenshoek.<br />

Daarom moet ons die invalshoek meet om die grenshoek te bepaal. Dit word<br />

met die gradeboog gedoen.<br />

7. Vergelyk jou antwoord met die res van die klas en bespreek moontlike redes<br />

hoekom dit dalk mag verskil (alhoewel dit soortgelyk moet wees!)<br />

Hoofstuk 5. Geometriese Optika<br />

227

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!