Totalreflektion - gränsvinkel

Totalreflektion - gränsvinkel

From Algodoo

(Difference between revisions)
Jump to: navigation, search
m (Copied from Critical Angle)
 
(One intermediate revision not shown)
Line 1: Line 1:
{{Lesson
{{Lesson
-
|language=lesson-english
+
|language=lesson-swedish
-
|title=Critical Angle
+
|title=Totalreflektion - gränsvinkel
-
|description=This lesson is designed to help students explore the idea of critical angle and help reinforce the idea that it only exists when going from a slow to a large to a small index of refraction.
+
|description=I den här lektionen behandlas gränsvinkeln för totalreflektion. Det är lämpligt att ha pratat om brytning och när totalreflektion uppstår tidigare.
 +
This lesson is designed to help students explore the idea of critical angle and help reinforce the idea that it only exists when going from a slow to a large to a small index of refraction.
|target=lesson-keystage4, lesson-keystage5
|target=lesson-keystage4, lesson-keystage5
-
|type=lesson-laboratory
+
|type=lesson-exercise, lesson-laboratory
|keywords=lesson-optics
|keywords=lesson-optics
-
|objectives=* Students will understand why a critical angle only exists when traveling from a large to small index of refraction
+
|objectives=Lgr 11 åk 7-9: Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang.
-
* Students will understand the correlation between index of refraction and critical angle
+
-
|inclass=Students should be familiar with the idea of refraction before engaging this activity.
+
-
Start by reviewing with students what happens when light travels from a small to a large index of refraction and vice versa (bends towards the normal and away from the normal respectfully).
+
* Att förstå varför totalreflektion endast uppstår vid övergång från ett optiskt tätare (högt brytningsindex) till ett optiskt tunnare (lågt brytningsindex) medium.
-
Make sure they realize that as the incident angle increases, the refraction angle increases (according to Snell’s Law).
+
* Att förstå sambandet mellan brytningsvinkel och gränsvinkel för totalreflektion.
 +
|inclass=Diskutera vad fenomenet totalreflektion är. Ge några exempel på när det uppstår, t ex när det inte går att se vad som finns under vattenytan.  Repetera vad som händer när ljus går mellan två optiska medium. Hur bryts ljusstrålen när ljuset går från optiskt tunnare (lägre brytningsindex) till tätare (högre brytningsindex) medium respektive tvärtom? Visa gärna med Algodoo. Se till att det är tydligt vad som är infallsvinkel respektive brytningsvinkel. Använd gärna sambandet i Snells lag mellan brytningsindex och vinklar för att matematiskt beskriva vad som händer.
-
Focusing on the example of going from a large index of refraction to a small index of refraction, ask them what will happen when the incident ray refracts so much that it travels across the surface of the material.
+
Fokusera på fallet när ljusstrålen går från ett optiskt tätare medium. Poängtera särskilt att när infallsvinkeln ökar ökar också brytningsvinkeln. Vad händer när infallsvinkeln ökar allt mer?
-
Have them record their predictions then discuss them as a class.
+
Låt därefter eleverna själva arbeta med simuleringen för att undersöka gränsvinkeln för totalreflektion. Uppmuntra eleverna att arbeta med ett undersökande arbetssätt.
-
 
+
-
After several students have expressed their ideas and thought process, have them discover for themselves by engaging this Algodoo activity.
+
}}
}}
{{StartScenes}}
{{StartScenes}}
Line 27: Line 25:
{{StartInAlgodoo}}
{{StartInAlgodoo}}
{{Section
{{Section
-
|headline=CREATE A SCENE
+
|headline=Bygg en scen
-
|text=Open the ‘Index of refraction’ scene above.
+
|text=Öppna den bifogade scenen.
-
}}
+
-
{{Section
+
-
|headline=MAKE A PREDICTION
+
-
|text=Make a prediction as to what will happen when a beam of light travels from a large to small index of refraction and refracts so much that the refracted ray travels along the surface of the material.
+
}}
}}
{{Section
{{Section
-
|headline=RUN/INTERACT
+
|headline=Förutsäg
-
|text=There are six clear blocks made of different materials. Four of the six have their printed index of refraction on the block. Starting with the water block, place it so that it covers the bottom half of the circle (it should perfectly fit over the yellow block). Position the laser so that it is directly at the bottom of the circle pointing upward. Slowly rotate the laser around the circle to either side. Notice the refracted ray should refract away from the normal. Keep rotating the laser until the refracted ray travels across the surface of the block. Record your observations (including what angle this happens at). Now rotate the laser a bit more and record what happens. blocks.
+
|text=Förutsäg en ljusstråles väg från ett optiskt tätare till ett optiskt tunnare medium. När bryts strålen så mycket att det blir totalreflektion?
}}
}}
{{Section
{{Section
-
|headline=EVALUATE
+
|headline=Kör simuleringen
-
|text=Was your prediction correct? Was there any correlation between the angle this occurred at and the indexes of refraction? Why does this reflecting not occur when the laser travels from the air into the block?
+
|text=I simuleringen finns sex genomskinliga block av olika optiska material. Fyra stycken är markerade med brytningsindex. Börja med vattenblocket och placera det över den nedre halvan av cirkeln så att det täcker det gula blocket. Kör simuleringen och ställ lasern så att den pekar från botten av cirkeln och uppåt. Rotera sakta lasern längs cirkeln på varje sida. Notera hur den brytna ljustrålen bryter från normalen. Rotera lasern tills den brutna strålen inte längre går igenom blocket. Vid vilken vinkel inträffar detta?
 +
Upprepa med samtliga block och uppskatta gränsvinkeln där totalreflektion inträffar.
}}
}}
{{Section
{{Section
-
|headline=REVISE SCENE
+
|headline=Utvärdera
-
|text=Now place a block on the top half of the circle as well (so that the two blocks overlap a tiny bit) and repeat the process looking for the angle at which the light begins reflecting at (make sure the light is always going from a large index of refraction to a smaller one). You may need to use the white lever to turn the circle under the blocks.
+
|text=Hur hänger gränsvinkeln ihop med brytningsindex för det nedre blocket?
 +
Uppskatta brytningsindex i de två okända blocken.
 +
Varför uppträder det här fenomenet inte när ljuset färdas från luft till ett tätare optiskt medium?
}}
}}
{{Section
{{Section
-
|headline=MAKE A PREDICTION
+
|headline=Utveckla scenen
-
|text=How do you think this will affect the angle at which the light begins reflecting at?
+
|text=Använd de genomskinliga blocken till att göra nya kombinationer av övergångar mellan mellan två optiska medier.
 +
Undersök hur gränsvinkeln beror av de två medierna och verifiera med Snells lag.
}}
}}
{{Section
{{Section
-
|headline=RUN/INTERACT
+
|headline=Fler övningar
-
|text=Rotate the laser with the new block configuration and record your results.
+
|text=Andra övningar med reflektion och brytning:
 +
*[[Regnbågen]]
 +
*[[Totalreflektion]]
}}
}}
{{EndInAlgodoo}}
{{EndInAlgodoo}}

Latest revision as of 15:35, 10 June 2014


Totalreflektion - gränsvinkel

Language: Svenska
Description: I den här lektionen behandlas gränsvinkeln för totalreflektion. Det är lämpligt att ha pratat om brytning och när totalreflektion uppstår tidigare.

This lesson is designed to help students explore the idea of critical angle and help reinforce the idea that it only exists when going from a slow to a large to a small index of refraction.

Target: Key Stage 4, Key Stage 5
Category: Exercise, Laboratory
Discipline: Optics
Learning objectives:

Lgr 11 åk 7-9: Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang.

  • Att förstå varför totalreflektion endast uppstår vid övergång från ett optiskt tätare (högt brytningsindex) till ett optiskt tunnare (lågt brytningsindex) medium.
  • Att förstå sambandet mellan brytningsvinkel och gränsvinkel för totalreflektion.
In class: Diskutera vad fenomenet totalreflektion är. Ge några exempel på när det uppstår, t ex när det inte går att se vad som finns under vattenytan. Repetera vad som händer när ljus går mellan två optiska medium. Hur bryts ljusstrålen när ljuset går från optiskt tunnare (lägre brytningsindex) till tätare (högre brytningsindex) medium respektive tvärtom? Visa gärna med Algodoo. Se till att det är tydligt vad som är infallsvinkel respektive brytningsvinkel. Använd gärna sambandet i Snells lag mellan brytningsindex och vinklar för att matematiskt beskriva vad som händer.

Fokusera på fallet när ljusstrålen går från ett optiskt tätare medium. Poängtera särskilt att när infallsvinkeln ökar ökar också brytningsvinkeln. Vad händer när infallsvinkeln ökar allt mer?

Låt därefter eleverna själva arbeta med simuleringen för att undersöka gränsvinkeln för totalreflektion. Uppmuntra eleverna att arbeta med ett undersökande arbetssätt.

Steps in Algodoo


Bygg en scen

Öppna den bifogade scenen.


Förutsäg

Förutsäg en ljusstråles väg från ett optiskt tätare till ett optiskt tunnare medium. När bryts strålen så mycket att det blir totalreflektion?


Kör simuleringen

I simuleringen finns sex genomskinliga block av olika optiska material. Fyra stycken är markerade med brytningsindex. Börja med vattenblocket och placera det över den nedre halvan av cirkeln så att det täcker det gula blocket. Kör simuleringen och ställ lasern så att den pekar från botten av cirkeln och uppåt. Rotera sakta lasern längs cirkeln på varje sida. Notera hur den brytna ljustrålen bryter från normalen. Rotera lasern tills den brutna strålen inte längre går igenom blocket. Vid vilken vinkel inträffar detta? Upprepa med samtliga block och uppskatta gränsvinkeln där totalreflektion inträffar.


Utvärdera

Hur hänger gränsvinkeln ihop med brytningsindex för det nedre blocket?

Uppskatta brytningsindex i de två okända blocken.

Varför uppträder det här fenomenet inte när ljuset färdas från luft till ett tätare optiskt medium?


Utveckla scenen

Använd de genomskinliga blocken till att göra nya kombinationer av övergångar mellan mellan två optiska medier. Undersök hur gränsvinkeln beror av de två medierna och verifiera med Snells lag.


Fler övningar

Andra övningar med reflektion och brytning:
Retrieved from "http://www.algodoo.com/lessons/Totalreflektion_-_gr%C3%A4nsvinkel"