Całkowite wewnętrzne odbicie


Całkowite wewnętrzne odbicie w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania Całkowite wewnętrzne odbicie w bloku pleksi Całkowite wewnętrzne odbicie

Całkowite wewnętrzne odbiciezjawisko fizyczne zachodzące dla fal (najbardziej znane dla światła) i występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu. Zjawisko odkryli około 1840 roku niezależnie od siebie Jacques Babinet i Jean-Daniel Colladon.

αgr – kąt graniczny
P – promień padający pod kątem αgr,
Z – promień załamany pod kątem β = 90°,
N – normalna padania

Światło padające na granicę ośrodków O 1 {\displaystyle O_{1}} i O 2 {\displaystyle O_{2}} pod kątem mniejszym od granicznego zostaje częściowo odbite, a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli n 1 {\displaystyle n_{1}} to współczynnik załamania ośrodka O 1 , {\displaystyle O_{1},} a n 2 {\displaystyle n_{2}} współczynnik załamania ośrodka O 2 {\displaystyle O_{2}} i n 1 > n 2 {\displaystyle n_{1}>n_{2}} wtedy kąt padania α {\displaystyle \alpha } jest mniejszy niż kąt załamania β . {\displaystyle \beta .} Przy pewnym kącie padania α g r , {\displaystyle \alpha _{gr},} zwanym kątem granicznym, kąt załamania β {\displaystyle \beta } jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż α g r {\displaystyle \alpha _{gr}} (zakreskowany zakres kątów na ilustracji) światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.

Na mocy prawa załamania:

sin α sin β = n 2 n 1 , {\displaystyle {\frac {\sin \alpha }{\sin \beta }}={\frac {n_{2}}{n_{1}}},}

jeśli β = 90 , {\displaystyle \beta =90^{\circ },} to sin β = 1 , {\displaystyle \sin \beta =1,} dlatego wartość kąta granicznego, α g r {\displaystyle \alpha _{gr}} :

α g r = arcsin ( n 2 n 1 ) . {\displaystyle \alpha _{gr}=\arcsin \left({\frac {n_{2}}{n_{1}}}\right).}

Zjawisko to jest wykorzystywane w pryzmatach oraz światłowodach. Jest także przyczyną powstawania refleksów w oszlifowanym diamencie (brylancie).

Na podstawie artykułu: "Całkowite wewnętrzne odbicie" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy