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Reflexión Total
Storyboard

Wenn das Licht von einem Medium mit einem hohen Brechungsindex (niedrige Geschwindigkeit) zu einem Medium mit einem niedrigeren Brechungsindex (höhere Geschwindigkeit) übergeht, wird der Strahl in einem größeren Winkel gebrochen als die normale Grenzfläche. Dies führt dazu, dass für einen bestimmten Einfallswinkel der Brechungswinkel 90 Grad erreicht, so dass der Strahl nicht zum zweiten Medium gelangen kann. Dies führt dazu, dass der Strahl eine innere Totalbrechung erfährt.

>Modell

ID:(1262, 0)


Brechungsindexänderung
Definition

Cuando la luz en un medio con velocidad de la luz c_i alcanza una medio con una velocidad de la luz c_e el haz en en parte reflejado y en parte transmitido.

La transmisión sin embargo no solo puede perder intensidad, por la fracción reflejada, también puede ser desviada. Este desvío se denomina refracción.

ID:(429, 0)


Brechung der Lichtstrahl von Vakuum zu Medium
Bild

Paso de medio con mayor a menor velocidad

ID:(1849, 0)


Brechung der Lichtstrahl von Medium zu Vakuum
Notiz

Cuando un haz pasa de un medio de menor velocidad v_i a uno con mayor v_e su dirección se altera de modo que el angulo de incidencia \theta_i se agranda:

ID:(1850, 0)


Gesamtbrechung
Zitat

Cuando se pasa de un medio en que la velocidad de la luz es menor a uno que es mayor existe la situación de que a un ángulo de incidencia muy grande no existe un correspondiente angulo de refracción. En estos casos la luz solo se refleja y hablamos de reflexión total.

En la siguiente imagen se ven distintos haces que al llegar a ser muy grande el angulo comienzan a sufrir reflexión total:

ID:(1851, 0)


Gesamtbrechung in Wasser, wie durch einen Taucher gesehen
Übung

Wenn der Strahl in einem Medium mit geringerer Geschwindigkeit versucht, sich in einem solchen Winkel zu einem Medium mit größerer Geschwindigkeit zu bewegen, dass es keinen Brechungswinkel gibt, wird dies in der Grenzfläche zwischen beiden Mitteln vollständig reflektiert.

ID:(1852, 0)


Observando la refracción total
Gleichung

En el caso de que se pase de un sistema de menor a mayor velocidad existe la situación en que el haz transmitido, que tiene que ser siempre mayor al incidente, llegue a ser 90 grados. Si en esa situación se continua aumentando el angulo de incidencia se observara que el haz comienza a reflejarse bajo el mismo angulo que incidió:

Este fenómeno se denomina refracción total.

ID:(12675, 0)


Refracción total en el agua
Script

Si consideramos lo que vera un buso debajo del agua veremos que ...

• Existe un cono en que no existe refracción total que esta sobre el. Esto porque al mirar hacia arriba la luz que viene dentro del agua logra 'escapar' porque su angulo respecto de la normal es menor que el angulo critico. Por esta razón en esta dirección vemos lo que esta fuera del agua.
• Fuera del cono todo lo que esta dentro del agua se refleja en la superficie. Esta opera como un espejo mostrando todo en forma invertida y se superpone con lo que se ve dentro del agua (como por ejemplo la ola en la superficie).
&bull: Adicional a lo que se ve reflejado en la superficie el buzo ve lo que esta dentro del agua.

Como la velocidad de la luz en el agua es 2.2541e+8 m/s y en el aire 2.9979e+8 m/s es se puede calcular el angulo de refracción total. Este resulta con un valor de 48.5 lo que muestra que el cono es una sección no menor de la superficie.

ID:(12680, 0)


Gesamtenergie
Beschreibung

Die Gesamtenergie ist die Summe der gesamten kinetischen Energie und der potentiellen Energie, wobei die gesamte kinetische Energie die Summe der kinetischen Energie von Translation und Rotation ist.

Variablen
Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$E$
E
Energie
J
$K$
K
Gesamte kinetische Energie
J
$v$
v
Geschwindigkeit
m/s
$z$
z
Höhe über dem Boden
m
$K_i$
K_i
Kinetische Energie 1
J
$V$
V
Potenzielle Energie
J
$U_i$
U_i
Potenzielle Energie 1
J
$E$
E
Totale Energie
J
$Q$
Q
Wärme gebannt

Berechnungen

Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 
Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden


Gleichungen

Wenn ein Objekt auf eine H he $h$ angehoben wird, gewinnt es potenzielle Energie

$ V = - m_g g z $



Wenn das Objekt zu fallen beginnt, wird die potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt:

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



Wenn das Objekt den Boden erreicht ($h=0$), ist die gesamte potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt, was zur Gleichung f hrt:

$\displaystyle\frac{m}{2}v^2=mgh$



Wenn die Geschwindigkeit aufgel st wird, ergibt sich

$ v =\sqrt{2 g h }$

(ID 9903)

Beispiele

Die Totale Energie ($E$) entspricht der Summe von die Gesamte kinetische Energie ($K$) und die Potenzielle Energie ($V$):

$ E = K + V $

(ID 3687)

Wenn Reibung auftritt, beobachten wir, dass K rper sich erw rmen, daher macht es Sinn, von thermischer Energie zu sprechen. In solchen F llen scheint die Gesamtenergie

$ E = K + V $



nicht erhalten zu bleiben, es sei denn, wir interpretieren die erzeugte W rme als eine weitere Form von Energie. Mohr war der Erste, der erkannte, dass die Summe aus kinetischer Energie $K$, potenzieller Energie $V$ und thermischer Energie $Q$ erhalten bleibt

$ E = K + U + Q $

und es gibt nur Umwandlungen zwischen diesen Formen.

(ID 3247)

In einem komplexeren System entspricht die Gesamtkinetische Energie der Summe der kinetischen Energien der einzelnen Teile

$ K = \displaystyle\sum_i K_i $

(ID 7149)

In einem komplexeren System entspricht die Gesamtpotentielle Energie der Summe der potentiellen Energien der einzelnen Teile

$ V =\displaystyle\sum_i V_i $

(ID 7150)

Ein Objekt, das auf eine H he $h$ angehoben wird, gewinnt potenzielle Energie

$ V = - m_g g z $



Wenn das Objekt anf ngt zu fallen, wird die potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt,

$ K_t =\displaystyle\frac{1}{2} m_i v ^2$



daher ist die Geschwindigkeit, mit der es auf den Boden auftrifft:

$ v =\sqrt{2 g h }$

(ID 9903)

ID:(1423, 0)