Heijastus vs kokonaissisäinen heijastus
Heijastus ja sisäinen kokonaisheijastus ovat erittäin tärkeitä a altojen fysikaalisia ominaisuuksia. Yleensä, kun a alto osuu esineeseen, aallon suunnan muutosta kutsutaan heijastukseksi. Tärkein ja tunnetuin tosiasia heijastuksesta on kyky nähdä esineitä, kun valonsäteet heijastuvat esineestä silmään. Itse asiassa sisäisestä kokonaisheijastuksesta puhutaan enimmäkseen valon heijastuksen alla. A altoheijastukselle ja täydelliselle sisäiselle heijastukselle on monia teknisiä käyttötapoja, kuten ultraäänitekniikka ja kaikuluotaintekniikka ja valokuitu. Koska tämä on laaja a altomekaniikan ala, keskustelemme tässä keskustelussa pääasiassa valon heijastuksesta ja sisäisestä kokonaisheijastuksesta sekä valon heijastuslaeista.
Reflection
Kuten mainittiin, seurauksena olevaa aallon suunnan muutosta sen osuessa mihin tahansa esteeseen kutsutaan heijastukseksi. Kun se koskee valonsäteitä, heijastus tapahtuu, kun valo osuu kiiltäviin kiillotettuihin pintoihin (heijastava materiaali). Heijastus käy läpi kaksi yksinkertaista geometrista sääntöä; tuleva säde, normaali ja heijastuva säde ovat kaikki samassa tasossa ja tulokulma on yhtä suuri kuin heijastuskulma. Tässä tuleva säde määritellään pintaa lähestyväksi säteeksi. Kohtauspiste on paikka, jossa tuleva säde osuu pintaan. Normaali on viiva, joka on vedetty kohtisuoraan pintaa vastaan tulopisteessä. Heijastunut säde on tulosäteen osa, joka lähtee pinnasta tulokohdassa. Valon heijastuksia on kahdenlaisia, joita kutsutaan peiliheijastuksiksi ja diffuusiheijastuksiksi. Spekulaarinen heijastus tapahtuu, kun rinnakkaiset tulosäteet iskevät tasaiselle pinnalle, joka heijastaa yhdensuuntaisesti, ja hajaheijastusta tapahtuu, kun rinnakkaiset tulevat säteet osuvat karkealle pinnalle, joka heijastuu epäsäännöllisesti kaikkiin suuntiin pinnan epätasaisten tasojen vuoksi.
Sisäinen kokonaisheijastus
Jos ja vain silloin, valonsäteet kulkevat tiheämmän väliaineen läpi kevyempään väliaineeseen tai toisin sanoen korkean taitekertoimen (n1) väliaineen läpi matalan taitekertoimen (n2) väliaineeseen (n1 > n2) ja tulokulma on suurempi kuin kriittinen kulma, tuloksena on tulevan säteen kokonaisheijastus ilman, että se kulkeutuu kevyempään väliaineeseen. Tässä kriittinen kulma määritellään tulokulmaksi, joka tekee taitekulmasta 90 astetta. Tätä käsitettä käytetään kuituoptiikassa tiedon saavuttamiseksi lyhyessä ajassa ja kirkkaiden kim altelevien timanttien saamiseksi, leikataan tämän ilmiön hyödyntämiseksi.
Mitä eroa on heijastuksella ja sisäisellä kokonaisheijastuksella?
· Heijastus ja sisäinen kokonaisheijastus ovat a altojen fysikaalisia ominaisuuksia. Heijastumista tapahtuu kaikenlaisissa aalloissa, mutta täydellinen sisäinen heijastus tapahtuu vain valonsäteillä.
· Sisäinen kokonaisheijastus tapahtuu, kun valo kulkee tiheämmän väliaineen läpi kevyempään väliaineeseen. Mutta pohdintaa varten tällaista rajoitusta ei ole otettava huomioon.
· Aallon heijastuksessa esiintyy sekä heijastus- että taittumisa altoja (jotka kulkevat toisen väliaineen läpi). Mutta täydellisessä sisäisessä heijastuksessa esiintyy vain heijastussäde.
· Sisäisessä kokonaisheijastuksessa tulevan säteen ja heijastuneen säteen energia on yhtä suuri. Näin ei kuitenkaan ole.
