PL 
EnglishDomyślny
Українська🔴 Laserowy labirynt — odbicie i załamanie
Odbijaj wiązkę lasera od luster i przeprowadzaj ją przez szklane bloki, by trafić w cel. Poznaj prawo odbicia i prawo Snella. Przeciągaj lustra, obracaj je kółkiem myszy i twórz własne zagadki optyczne w trybie swobodnym.
Podobne symulacje
O symulacji Laserowy labirynt
Ta symulacja śledzi pojedynczy promień lasera na dwuwymiarowej planszy, odbijając go od płaskich luster i załamując go w szklanych blokach, aż dotrze do pomarańczowego celu. Silnik wykorzystuje przecięcie promienia z odcinkiem, aby znaleźć najbliższą powierzchnię, a następnie stosuje wektorowy wzór odbicia r = d − 2(d·n)n na lustrach oraz prawo Snella n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂ na powierzchniach szkła, rekurencyjnie dla każdej kolejnej powierzchni aż do limitu odbić.
Suwaki ustawiają kąt wystrzału (−90° do 90°), maksymalną liczbę odbić (1–30) oraz współczynnik załamania szkła n₂ (1,05–2,50). Lustra i szklane bloki dodajesz, klikając na planszy, przeciągasz je, by zmienić ich położenie, i obracasz kółkiem myszy. Liczniki śledzą liczbę odbić, załamań, całkowitą długość drogi promienia oraz to, czy cel został trafiony. Ta sama matematyka śledzenia promieni leży u podstaw światłowodów, peryskopów, projektowania soczewek i grafiki komputerowej.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest symulacja Laserowy labirynt?
To interaktywna łamigłówka optyczna, w której kierujesz wiązką lasera odbijaną od luster i przechodzącą przez szklane bloki, aby trafić w okrągły cel. Ilustruje dwie podstawowe zasady optyki geometrycznej: odbicie i załamanie, z licznikami na żywo i etykietami kątów na ekranie.
Jak działa tutaj prawo odbicia?
Na lustrze kąt padania jest równy kątowi odbicia, oba mierzone od normalnej do powierzchni. Kod oblicza to za pomocą wzoru wektorowego r = d − 2(d·n)n, gdzie d to kierunek padającego promienia, a n to jednostkowa normalna krawędzi lustra, dzięki czemu wiązka odbija się symetrycznie względem normalnej.
Co zmienia suwak współczynnika załamania szkła (IOR)?
Ustawia współczynnik załamania n₂ szklanych bloków, od 1,05 do 2,50. Wyższy współczynnik silniej ugina przechodzący promień w stronę normalnej przy wejściu i ułatwia całkowite wewnętrzne odbicie przy wyjściu, więc jego zwiększenie wyraźnie zmienia drogę wiązki przez każde umieszczone szkło.
Czym jest prawo Snella i jak jest tu zastosowane?
Prawo Snella mówi, że n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂, co wiąże kąty po obu stronach granicy ośrodków z dwoma współczynnikami załamania. Gdy promień trafia na powierzchnię szkła, symulacja oblicza kierunek promienia przechodzącego na podstawie tej zależności, zwiększa licznik załamań i oznacza nowy kąt na płótnie.
Dlaczego wiązka czasem odbija się od szkła zamiast przez nie przechodzić?
To zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia. Gdy promień wewnątrz gęstszego szkła trafia na powierzchnię pod kątem większym niż kąt krytyczny θ_c = arcsin(n₂/n₁), prawo Snella nie ma rozwiązania rzeczywistego (sin θ przekroczyłby 1), więc całe światło zostaje odbite. Symulacja wykrywa ten przypadek i odbija promień zamiast go przepuszczać.
Co oznaczają cztery pola statystyk?
Reflections liczy, ile razy wiązka odbiła się od powierzchni lub ściany, Refractions liczy przejścia przez granice szkła, Path (px) to całkowita długość drogi przebytej przez wiązkę w pikselach, a Hit Target pokazuje zielony znacznik, gdy wiązka dotrze do pomarańczowego koła, i czerwony krzyżyk w przeciwnym razie.
Dlaczego laser odbija się od krawędzi planszy?
Cztery krawędzie planszy działają jak idealne lustra, dzięki czemu promień nigdy nie ginie poza ekranem. Dzięki temu każdy poziom da się rozwiązać i można odbijać strzały od ścian, podobnie jak w bilardzie czy squashu, przy zachowaniu tej samej zasady równych kątów odbicia, co przy umieszczonych lustrach.
Do czego służą przyciski Normals i Angles?
Normals rysuje przerywaną linię prostopadłą w każdym miejscu, w którym wiązka trafia na powierzchnię — jest to linia odniesienia do pomiaru kątów. Angles nakłada na płótno liczbowe wartości kąta padania lub załamania w stopniach w każdym punkcie styku, co ułatwia sprawdzenie zasady równych kątów odbicia i załamania zgodnego z prawem Snella.
Jak dokładna jest fizyka w tym modelu?
Kierunki odbicia i załamania są zgodne z dokładnymi równaniami optyki geometrycznej, więc kąty wiernie spełniają prawo odbicia i prawo Snella. Jest to jednak model promieniowy (geometryczny), który pomija efekty falowe, takie jak dyfrakcja, interferencja i częściowe odbicie, oraz traktuje szkło jako mające jeden stały współczynnik załamania bez dyspersji.
Gdzie w praktyce wykorzystuje się tego rodzaju śledzenie promieni?
Geometryczne śledzenie promieni jest stosowane przy projektowaniu obiektywów aparatów, mikroskopów, teleskopów i peryskopów, do przewidywania sposobu propagacji światła w światłowodach i pryzmatach, i jest podstawą fotorealistycznego renderowania w filmach i grach. Wiązki zabezpieczające typu „laserowy labirynt” i choreografie pokazów laserowych opierają się na tych samych zasadach odbijania i przekierowywania, które testujesz tutaj.
Odbijaj wiązkę lasera od luster i przeprowadzaj ją przez szklane bloki, by trafić w cel. Poznaj prawo odbicia i prawo Snella. Przeciągaj lustra, obracaj je kółkiem myszy i twórz własne zagadki optyczne w trybie swobodnym.
2D · HTML5 Canvas 2D · cel 60 FPS · działa w całości po stronie klienta, bez instalacji