البصريات الهندسية والضوء

محاكي قانون سنيل للانكسار والانعكاس الكلي الداخلي (الألياف الضوئية)

غيّر زاوية سقوط شعاع الليزر من الزجاج أو الماء إلى الهواء وتجاوز الزاوية الحرجة لمشاهدة ظاهرة الانعكاس الكلي الداخلي التي تقوم عليها الألياف البصرية.

مسجل المنحنيات الزمنية الحقيقي (RK4 Time-Series)

المبادئ الفيزيائية والمعادلات الحاكمة

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, θ_critical = arcsin(n₂ / n₁)

عند انتقال الضوء من وسط ذي معامل انكسار أعلى (كالزجاج 1.52 أو الألماس 2.42) إلى وسط أقل كثافة ضوئية (الهواء 1.00)، يبتعد الشعاع المنكسر عن العمود المقام حتى ينطبق على السطح الفاصل عند الزاوية الحرجة θc، وبعدها ينعكس الشعاع داخلياً بنسبة 100% كما يحدث داخل كابلات الألياف الضوئية.

أسئلة ومفاهيم فيزيائية

ما هو القانون الفيزيائي الحاكم في محاكي قانون سنيل للانكسار والانعكاس الكلي الداخلي (الألياف الضوئية)؟

n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, θ_critical = arcsin(n₂ / n₁) — عند انتقال الضوء من وسط ذي معامل انكسار أعلى (كالزجاج 1.52 أو الألماس 2.42) إلى وسط أقل كثافة ضوئية (الهواء 1.00)، يبتعد الشعاع المنكسر عن العمود المقام حتى ينطبق على السطح الفاصل عند الزاوية الحرجة θc، وبعدها ينعكس الشعاع داخلياً بنسبة 100% كما يحدث داخل كابلات الألياف الضوئية.

كيف يتم حل المعادلات التفاضلية في هذه المحاكاة؟

تُحل المعادلات التفاضلية غير الخطية لحظياً بمعدل 240 إلى 300 خطوة في الثانية عبر خوارزمية رونج-كوتا من الرتبة الرابعة (RK4) لضمان دقة حفظ الطاقة.

تجارب فيزيائية تفاعلية أخرى

الديناميكا غير الخطية ونظرية الفوضى

محاكي البندول المزدوج الفوضوي (معادلات لاجرانج الحقيقية)

اسحب كرات البندول المزدوج مباشرة بالماوس لاستكشاف نظرية الفوضى الحتمية ومسارات الجاذب المضيئة مع حفظ الطاقة الميكانيكية.

L = T − V, d/dt(∂L/∂θ̇ᵢ) − ∂L/∂θᵢ = 0
افتح المحاكاة التفاعلية ←