Reflexió vs teljes belső reflexió
A visszaverődés és a teljes belső visszaverődés a hullámok nagyon fontos fizikai tulajdonságai. Általánosságban elmondható, hogy amikor egy hullám nekiütközik egy tárgynak, a hullám irányának ebből adódó változását visszaverődésnek nevezzük. A reflexióval kapcsolatos legfontosabb és legismertebb tény az a képesség, hogy a tárgyról a szemre visszaverődő fénysugarak látják a tárgyakat. Valójában a teljes belső visszaverődésről többnyire a fény visszaverődése alatt beszélünk. A hullámvisszaverődésnek és a teljes belső visszaverődésnek számos technikai felhasználása létezik, mint például az ultrahang-technológia, a szonártechnológia és a száloptika. Mivel ez a hullámmechanika széles területe, ebben a vitában elsősorban a visszaverődésről és a teljes belső visszaverődésről, valamint a fény visszaverődési törvényeiről fogunk röviden beszélni.
Reflexió
Amint említettük, a hullám irányának változását, amikor bármilyen akadályba ütközik, visszaverődésnek nevezzük. Fénysugarakra vonatkoztatva visszaverődés akkor lép fel, amikor a fény fényes polírozott felületekre (visszaverő közeg) ütközik. A visszaverődés két egyszerű geometriai szabályon megy keresztül; a beeső sugár, a normál és a visszavert sugár mind ugyanabban a síkban van, és a beesési szög egyenlő a visszaverődés szögével. Itt a beeső sugarat a felszínhez közeledő sugárként határozzuk meg. A beesési pont az a hely, ahol a beeső sugár eléri a felületet. A normál a beesési pontban a felületre merőlegesen húzott vonal. A visszavert sugár a beeső sugár azon része, amely a beesési ponton elhagyja a felületet. Kétféle fényvisszaverődés létezik, ezeket tükörreflexiónak és diffúz visszaverődésnek nevezzük. Tükröződő visszaverődés akkor következik be, ha párhuzamos beeső sugarak csapnak be egy sima felületre, amely párhuzamosan tükröződik, és diffúz visszaverődés akkor következik be, amikor a párhuzamos beeső sugarak egy durva felületre ütköznek, amely szabálytalanul verődik vissza minden irányba a felület egyenetlen síkjai miatt.
Teljes belső tükröződés
Akkor és csak akkor, ha a fénysugarak sűrűbb közegen haladnak át egy könnyebb közegbe, vagy más szóval, egy nagy törésmutatójú (n1) közegen keresztül egy alacsony törésmutatójú (n2) közegbe (n1 >) n2) és a beesési szög nagyobb, mint a kritikus szög, a beeső sugár teljes visszaverődését eredményezi anélkül, hogy áthaladna a könnyebb közegbe. Itt a kritikus szög a beesési szög, amely 90 fokos törési szöget jelent. Ezt a koncepciót használják a száloptikában, hogy rövid időn belül elérjék az információkat, és fényes csillogó gyémántokat kapjanak, amelyeket ennek a jelenségnek a felhasználása érdekében vágnak.
Mi a különbség a tükröződés és a teljes belső tükrözés között?
· A visszaverődés és a teljes belső visszaverődés a hullámok fizikai tulajdonságai. Reflexió mindenféle hullámban előfordul, de teljes belső visszaverődés csak fénysugaraknál.
· Teljes belső visszaverődés akkor következik be, amikor a fény sűrűbb közegen halad át a könnyebb közeg felé. Ám az átgondoláshoz nincs ilyen korlátozás.
· Egy hullám visszaverődése során a visszaverődés és a fénytörés (második közegen áthaladó) hullámok egyaránt előfordulnak. De a teljes belső visszaverődésben csak a visszaverődési sugár fordul elő.
· A teljes belső visszaverődésben a beeső és a visszavert sugár energiája egyenlő. Visszagondolva azonban nem.
