Návod "GON / GON+" - page 27

25
Vzhledem k tomu, že index lomu skla je větší než jedna, úhel lomu musí být větší než úhel dopadu. V tomto případě
nastává lom světla od kolmice dopadu.
V případě, že paprsek dopadá na rozhraní právě pod mezním úhlem α
m
, lomený paprsek se láme pod úhlem
90 °. Zákon lomu přejde potom do tvaru
n
1
sin α
m
= sin 90° = 1,
který je možno využít na výpočet indexu lomu skla po pokusném zjištění velikosti mezního úhlu. Pro zjištěnou hodnotu
mezního úhlu 42 ° vychází index lomu skla 1, 5.
Pokud paprsky dopadají na rozhraní pod většími úhly než je mezní úhel, celý svazek paprsků se odráží zpět do
toho samého prostředí, žádná jeho část se neláme do druhého prostředí.
Při pozorném zkoumání lomu světla na rozhraní dvou prostředí (od kolmice i ke kolmici dopadu) je možno
zpozorovat, že určitá část svazku světelných paprsků se láme do druhého prostředí a další část se odráží zpět do
původního prostředí. Toto však neplatí v případě, kdy světlo dopadá na rozhraní pod úhlem větším než je mezní úhel.
E6d Šíření paprsků v optických vláknech (GON)
Ze zdroje využijeme pouze jeden paprsek, který dopadne na model optického vlákna podle obr. E6.5.
Obr. E6.5
Paprsek nasměrujeme do vlákna rovnoběžně s optickou osou a postupně zvětšujeme úhel, který paprsek svírá
s optickou osou. Pozorujeme, že na stěnách optického vlákna dochází k úplným odrazům paprsků.
Vyhodnocení pokusu
Světlo se v optických vláknech šíří podle zákona úplného odrazu. Reálné optické vlákno je v podstatě tvořené
jádrem a obalem, přičemž index lomu materiálu, ze kterého je zhotovené jádro, je větší, než index lomu obalu. Proto
model optického vlákna ze skla, obklopený prostředím ze vzduchu, zodpovídá reálné situaci, protože i při dopadu signálu
na rozhraní plášť - jádro dochází k úplnému signálu a světlo se může šířit prakticky bez ztrát na velké vzdálenosti.
Je zřejmé, že úplný odraz nastane jenom tehdy, pokud světlo vstupuje do vlákna pod určitým úhlem, který nesmí
přesáhnout hraniční hodnotu. K tomu se užívá pro optická vlákna charakteristika
numerická apertura
, která je číselně
rovna sinu maximálního úhlu dopadu na vstupní plochu optického vlákna, při kterém ještě dochází k úplnému odrazu
paprsků během jejich šíření. Tento parametr je pro vlákna velmi důležitý, protože kromě jiného určuje, jak může být
vlákno maximálně zakřivené, aby se při vedení signálu realizovaly úplné odrazy a nedocházelo tak k vysokým ztrátám
v intenzitě signálu.
1...,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26 28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,...69
Powered by FlippingBook