Reflektion och refraktion figur

Ja, vid totalreflektion är i=r, som en spegel. 

Allt ser bra ut och du har räknat med vinklar mot normalen som man skall. Den röda vinkeln v är inte intressant, men den har du ju inte räknat med heller. 

Tjusigt!

Tack! Jag undrar dock bara vad som menas med ljudets hastighet i glas? Är det en glaskub ovanför vattenytan? Eller menar de att ljudvågorna rör sig igenom väggarna av ett vattenglas? 

Ja, det skulle kunna vara genom ett glas med vatten. Eller genom glasväggar i ett stort akvarium. Kanske genom fönstret i en ubåt?

Typiskt skolboksexempel som kanske inte har någon klockren koppling till vad man normalt kommer i kontakt med i vardagen. 

Åh men då så! Makes sense nu. Jag undrar en sista sak, och det är hur i = r i a) när det inte är totalreflektion? I frågan står det att en del reflekteras och en del transmitteras och därmed bryts?

Bara för att det inte är totalreflektion betyder det inte att inget ljus reflekteras. 

Vid totalreflektion reflekteras allt. Annars en del. 

Titta ut genom ett fönster. Du ser förstås ut. Det är själva tanken med fönster. Du ser också en svag spegelbild av rummet du står i, trots att det inte handlar om totalreflektion. 

Yes det hänger jag med på! Men i = r är endast vid totalreflektion har jag för mig, och i = r är det i denna uppgift men totalreflektion är det väl inte? Jag missar nog något...

Dessutom frågar uppgiften om den reflekterade vågen, är inte "b" den refrakterade vågen?

(a) handlar om den reflekterade vågen, som i figuren skulle pricka rutan "Medium 1". 

(b) handlar om det som i figuren benämns "refracted ray".

Vill du veta exakt hur mycket som reflekteras när det inte handlar om totalreflektion går det att räkna ut. Det är inte gymnasiefysik, men kräver inte mer matte än du redan lärt dig. Kika i så fall på vad Fresnel pysslade med runt år 1800: https://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_equations

Tack för all hjälp!!!

Jag märker att jag klarmarkerade tråden lite för fort...😅 I c) uppgiften visar det sig vara totalreflektion. Men vad är det i faktumet att det nu är från luft till vatten istället för från glas till vatten som gör att det är totalreflektion? 

Betyder totalreflektion att sin v > 1? Eller varför visade räknaren Math Error i c)? Tack på förhand!!

Det har med förhållandet mellan brytningsindex att göra. 

Man räknar ju med n=1 för ljus i vakuum (och luft). 

Konkret är formeln $n=\frac{\mathrm{c}}{v}$ så när ljuset går långsammare i ett medium (som glas) blir v<c och därmed n>1.

Nu har du ju räknat med ljud och hastigheter istället, men det går lika bra. Brytningsindex är ju bara en sorts relativ hastighet.

Tar vi (c) som exempel så får vi:

$$\begin{gathered} \frac{\sin 60°}{\sin b}=\frac{343}{1500} \\ \sin b=\frac{1500\times \sin 60°}{343} \\ \sin b=\frac{1500\times {\displaystyle \raisebox{1ex}{$\sqrt{3}$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.}}{343}=\frac{750\sqrt{3}}{343} \\ \sin b\approx 3,78 \end{gathered}$$

Den ekvationen saknar lösningar eftersom -1 ≤ sin x ≤ 1, så det finns ingen brytningsvinkel. Ljudet kan alltså inte tränga ner i vattnet i denna vinkel.

Ser nu att du räknat med 30°, men det går inte då heller.

Jag förstår inte riktigt detta då vi inte gått genom brytningsindex. Allt jag vet är att lösningen slutligen leder till $\frac{\sin \left(30\right)*1500}{343,4} > 1$alltså saknas lösning.

Varför betyder detta att vi har totalreflektion (ingen brytning) per automatik? 

När lösning saknas så saknas det möjlighet för ljudet att fortsätta. Alla vinklar är omöjliga, ingen vinkel uppfyller ekvationen. 

Det är ungefär som när ingen uppfyller dörrvaktens krav - allihop måste vända tillbaka. 

Utöver Bubos bra liknelse, så bjuder jag på ett par simuleringar:

0°   Strålen går rakt igenom. Ingen reflektion alls och ingen (eller 0°) brytningsvinkel.
30°   Strålen bryts och en liten del reflekteras.
45°   Mer reflekteras och den brutna strålen närmar sig vattenytan vid 90°.
nästan 50°   Nu har vi nästan totalreflektion. En liten del bryts nästan parallellt med vattenytan, men ökar vi vinkeln finns ingenstans för den att ta vägen.

För övrigt ser jag att du fortfarande räknar med sin(30°). Infallsvinkeln mot normalen är 60°.

Tack snälla ni!

Dr.scofield skrev:

Tack snälla ni!

Inga problem! Det här är inte trivialt. Fortsätt fråga när det behövs.