Mitä täydellisellä heijastamisella tarkoitetaan?
Täyden heijastuksen käsite voidaan ymmärtää vain, jos jollakin on perustiedot valon taittumisesta. Kokonaisheijastus on mielenkiintoinen optinen ilmiö, jota käytetään valonohjaimissa.
Valon taittuminen - tarvitset tätä ennakkotietoa
Valo leviää suoraan, kun "mitään ei aseteta tielleen". Paras esimerkki tästä ovat paitsi lasersäteet, myös auringon säteet lehtimetsän läpi.
- Kuitenkin, jos valo pääsee toiseen (läpinäkyvään) väliaineeseen, olipa se sitten vettä, lasia tai timanttia, valonsäteen etenemissuunta muuttuu.
- Olette varmaan kaikki tuttuja siihen liittyvään koulukokeeseen, jossa valonsäde "taivutettiin alas", kun se siirtyi ilmasta lasiin tai veteen. Ja olet todennäköisesti nähnyt tämän ilmiön jaloissasi matalassa vedessä.
- Muuten, tämän taittumisen fyysinen syy on valon etenemisnopeudessa eri aineissa. Joten se on hitaampaa vedessä (ja useimmissa laseissa) kuin ilmassa tai tyhjiössä.
- Muuten, kun valonsäde on taivutettu, kulma pienempi esiintymispaikassa - tämä on paras tapa ymmärtää (matemaattisesti muotoiltu) taittumislaki.
Kriittinen kulma - yksinkertainen selitys
Kriittinen kulma on määrä, joka liittyy kokonaisheijastuksen ilmiöön. …
Täysi heijastus - sitä se tarkoittaa
- Käännä nyt valopolku mielessäsi: Valonsäteen pitäisi päästä vedestä ilmaan, esimerkiksi akvaarion tai uima -altaan valaistuksesta.
- Käännetyn taitekäytännön käänteisenä "taittumiskulma" kasvaa.
- Lisää nyt vähitellen kulmaa, jolla valo tulee vedestä.
- Jossain vaiheessa saavut silmiinpistävän rajatapauksen: valonsäde ei mene viereiseen ilmaan, vaan harjaa vedenpintaa pitkin.
- Jos valitset vielä kaltevamman valonsäteen, se ei voi enää poistua vedestä ja heijastuu rajapintaan. Juuri tämä tapaus ymmärretään termillä "täydellinen heijastus".
- Täysi heijastus on mahdollista vain, jos valo haluaa siirtyä (optisesti) tiheämmästä materiaalista, kuten vedestä tai lasista, (optisesti) ohuempaan materiaaliin, kuten ilmaan tai muihin kaasuihin. Tietystä kriittisestä kulmasta tämä ei ole enää mahdollista, ja rajapinnassa tapahtuu täydellinen heijastus.
- Yksi tärkeimmistä sovelluksista täydelliseen heijastumiseen löytyy valonohjaimista tai Valokuitukaapelit. Tällaisissa kaapeleissa tietoa voidaan siirtää pitkiä matkoja käyttämällä laservaloa, koska valo ei voi (tai tuskin voi) poistua johtimesta täydellisen heijastumisen vuoksi. Endoskooppeja käytetään myös lääketieteessä.
Kuinka hyödylliseksi pidät tätä artikkelia?
