Odbicie a całkowite odbicie wewnętrzne
Odbicie i całkowite odbicie wewnętrzne to bardzo ważne właściwości fizyczne fal. Ogólnie rzecz biorąc, gdy fala uderza w obiekt, wynikającą z tego zmianę kierunku fali nazywamy odbiciem. Najważniejszym i znanym faktem dotyczącym odbicia jest zdolność widzenia obiektów, gdy promienie świetlne odbijają się od obiektu do oka. W rzeczywistości całkowite odbicie wewnętrzne jest najczęściej omawiane w kontekście odbicia światła. Istnieje wiele technicznych zastosowań odbicia fali i całkowitego wewnętrznego odbicia, takich jak odpowiednio technologia ultradźwiękowa, technologia sonaru i światłowody. Ponieważ jest to szeroki obszar mechaniki falowej, w tej dyskusji omówimy pokrótce głównie o odbiciu i całkowitym wewnętrznym odbiciu światła oraz o prawach odbicia światła.
Odbicie
Jak wspomniano, wynikająca z tego zmiana kierunku fali, gdy uderza ona w jakąkolwiek przeszkodę, nazywana jest odbiciem. W przypadku promieni świetlnych odbicie następuje, gdy światło pada na błyszczące, wypolerowane powierzchnie (środki odblaskowe). Odbicie podlega dwóm prostym zasadom geometrycznym; promień padający, normalny i promień odbity leżą w tej samej płaszczyźnie, a kąt padania jest równy kątowi odbicia. Tutaj promień padający jest definiowany jako promień zbliżający się do powierzchni. Punkt padania to miejsce, w którym promień padający pada na powierzchnię. Normalna to linia narysowana prostopadle do powierzchni w punkcie padania. Promień odbity to część promienia padającego, która opuszcza powierzchnię w punkcie padania. Istnieją dwa rodzaje odbić światła, zwane odbiciem zwierciadlanym i odbiciem rozproszonym. Odbicie lustrzane występuje, gdy równoległe promienie padające padają na gładką powierzchnię odbijającą równolegle, a odbicie rozproszone występuje, gdy równoległe padające promienie padają na chropowatą powierzchnię odbijającą się nieregularnie we wszystkich kierunkach ze względu na nierówne płaszczyzny na powierzchni.
Całkowite odbicie wewnętrzne
Gdy i tylko wtedy, gdy promienie świetlne przechodzą przez gęstszy ośrodek do lżejszego ośrodka lub innymi słowy, przez ośrodek o wysokim współczynniku załamania światła (n1) do ośrodka o niskim współczynniku załamania (n2) (n1 > n2), a kąt padania jest większy niż kąt krytyczny, powodują całkowite odbicie padającego promienia bez przechodzenia do jaśniejszego ośrodka. Tutaj kąt krytyczny jest zdefiniowany jako kąt padania, co daje kąt załamania wynoszący 90 stopni. Ta koncepcja jest stosowana w światłowodach, aby w krótkim czasie dotrzeć do informacji i uzyskać jasne, błyszczące diamenty, które są cięte w celu wykorzystania tego zjawiska.
Jaka jest różnica między odbiciem a całkowitym odbiciem wewnętrznym?
· Odbicie i całkowite odbicie wewnętrzne to fizyczne właściwości fal. Odbicie występuje we wszystkich rodzajach fal, ale całkowite wewnętrzne odbicie występuje tylko w przypadku promieni świetlnych.
· Całkowite odbicie wewnętrzne występuje, gdy światło przechodzi przez gęstszy ośrodek do lżejszego ośrodka. Ale dla refleksji nie ma takiego ograniczenia do rozważenia.
· W odbiciu fali występują zarówno fale odbicia, jak i załamania (przechodzące przez drugi ośrodek). Ale w całkowitym odbiciu wewnętrznym występuje tylko promień odbicia.
· W całkowitym odbiciu wewnętrznym energia promienia padającego i promienia odbitego są równe. Jednak w refleksji tak nie jest.
