Avainero täydellisen sisäisen heijastuksen ja taittumisen välillä on, että sisäinen kokonaisheijastus on täydellinen vedenalainen ulkonäkö ilman kirkkauden heikkenemistä, kun taas taittuminen on väliaineesta toiseen siirtyvän aallon suunnan muutosta.
Sisäinen kokonaisheijastus ja taittuminen ovat optisia ilmiöitä, joista keskustellaan pääasiassa fysiikan ja analyyttisen kemian alla.
Mikä on täydellinen sisäinen heijastus?
Sisäinen kokonaisheijastus eli TIR on optinen ilmiö, joka kuvaa vedenalaista valon heijastusta, joka näkyy peilinä ilman kirkkauden heikkenemistä. Yleensä tämäntyyppinen heijastus tapahtuu, kun väliaineen aallot iskevät riittävästi toisen väliaineen rajaa vasten, mikä tapahtuu ulkoisesti. Siellä aalloilla on taipumus kulkea nopeammin toisessa väliaineessa kuin ensimmäisessä, ja toisen väliaineen tulee olla täysin läpinäkyvä aalloille. Tyypillisesti täydellinen sisäinen heijastus tapahtuu sähkömagneettisten a altojen, kuten valon ja mikroa altojen, kanssa, mutta sitä voi esiintyä myös joidenkin muiden a altojen, kuten äänen ja vesia altojen, kanssa.
Voimme kuvata valon sisäistä kokonaisheijastusta käyttämällä puoliympyrän muotoista lieriömäistä tavallista lasia tai akryylilasia. Siellä "sädelaatikko" heijastaa kapean valonsäteen säteittäisesti sisäänpäin. Sitten lasin puoliympyrän muotoinen poikkileikkaus sallii tämän kapean valonsäteen pysymisen kohtisuorassa ilma/lasipinnan kaarevan osan kanssa, jolloin se jatkuu suorassa linjassa kohti pinnan tasaista aluetta, mutta valon kulma valon kanssa tasainen alue vaihtelee.
Kuva 01: Täydellinen sisäinen heijastus akvaariossa
Katsotaan nyt joitain jokapäiväisiä esimerkkejä täydellisestä sisäisestä pohdinnasta. Kun seisomme akvaarion vieressä silmämme vedenpinnan alapuolella, voimme nähdä kalat ja vedenalaiset esineet heijastuvan veden ja ilman pinnasta. Tässä heijastuneen kuvan kirkkaus on yleensä hätkähdyttävä. Vastaavasti, kun avaamme silmämme uidessa aivan vedenpinnan alapuolella, pinta näyttää peililtä, joka heijastaa alla olevia esineitä, jos vesi on tyyni.
Mikä on taittuminen?
Taittuminen on väliaineesta toiseen siirtyvän aallon suunnan muutosta. Tämä tapahtuu myös, jos samassa väliaineessa tapahtuu asteittainen muutos. Valo on taittumisilmiön yleisin kohde, mutta mukana on myös joitain muita a altoja, mukaan lukien ääniaallot ja vesiaallot. Voimme määrittää aallon taittumisen määrän tarkkailemalla aallonnopeuden muutosta ja aallon etenemisen alkusuuntaa suhteessa nopeuden muutoksen suuntaan.
Kuva 02: Taittuminen noudattaa Snellin lakia
Valon tapauksessa taittuminen noudattaa Snellin lakia. Tämä laki sanoo, että tietyllä väliaineparilla tulokulman siniarvon ja taitekulman välinen suhde on yhtä suuri kuin näiden kahden väliaineen vaihenopeuksien välinen suhde, ja vastaavasti se on yhtä suuri kuin suhde. kahden väliaineen taitekertoimista.
Tyypillisesti optiset prismat ja linssit käyttävät valon taittumista ohjatakseen valoa uudelleen, mikä tapahtuu myös ihmissilmässä. Siellä materiaalien taitekerroin pyrkii vaihtelemaan valon aallonpituuden mukaan; siksi myös taitekulma vaihtelee. Kutsumme sitä "dispersioksi", ja se saa prismat ja sateenkaaret jakamaan valkoisen valon sen spektriväreihin.
Mitä eroa on sisäisen kokonaisheijastuksen ja taittuman välillä?
Sisäinen kokonaisheijastus ja taittuminen ovat optisia ilmiöitä, joista keskustellaan pääasiassa fysiikan ja analyyttisen kemian alla. avainero täydellisen sisäisen heijastuksen ja taittumisen välillä on, että sisäinen kokonaisheijastus on täydellinen vedenalainen ulkonäkö ilman kirkkauden heikkenemistä, kun taas taittuminen on muutosta aallon suunnassa, joka siirtyy väliaineesta toiseen.
Seuraava infografiikka tiivistää sisäisen kokonaisheijastuksen ja taittumisen välisen eron taulukkomuodossa.
Yhteenveto – Sisäinen kokonaisheijastus vs. taittuminen
Sisäinen kokonaisheijastus ja taittuminen ovat kaksi optista ilmiötä. Keskeinen ero täydellisen sisäisen heijastuksen ja taittumisen välillä on, että sisäinen kokonaisheijastus on täydellinen vedenalainen ulkonäkö ilman kirkkauden menetystä, kun taas taittuminen on muutos väliaineesta toiseen siirtyvän aallon suunnassa.
