Wat wordt bedoeld met totale reflectie?
Het concept van totale reflectie kan alleen worden begrepen als men een basiskennis heeft van lichtbreking. Totale reflectie is een interessant optisch fenomeen dat wordt gebruikt in lichtgeleiders.
Breking van licht - deze voorkennis heb je nodig
Licht verspreidt zich in een rechte lijn wanneer "niets in de weg wordt gezet". Het beste voorbeeld hiervan zijn niet alleen laserstralen, maar ook de zonnestralen door een woud van bladeren.
- Als licht echter in een ander (transparant) medium terechtkomt, of het nu water, glas of diamant is, verandert de voortplantingsrichting van een lichtstraal.
- U kent waarschijnlijk allemaal het bijbehorende schoolexperiment waarbij een lichtstraal werd "afgebogen" wanneer deze van lucht naar glas of water ging. En je hebt dit fenomeen waarschijnlijk op je benen in ondiep water gezien.
- De fysieke reden voor deze breking ligt overigens in de snelheid waarmee het licht zich in de verschillende stoffen voortplant. Het is dus langzamer in water (en de meeste glazen) dan in lucht of vacuüm.
- Trouwens, als de lichtstraal gebogen is, hoek kleiner op het punt van inval - dit is de beste manier om de (wiskundig geformuleerde) brekingswet te begrijpen.
De kritische hoek - een eenvoudige uitleg
De kritische hoek is een grootheid die gerelateerd is aan het fenomeen totale reflectie. …
Totale reflectie - dat is wat het betekent
- Draai nu het lichtpad in je geestesoog om: de lichtstraal moet vanuit het water in de lucht komen, bijvoorbeeld door verlichting in een aquarium of zwembad.
- Als omgekeerde van de beschreven brekingswet neemt de "knikhoek" toe.
- Vergroot nu geleidelijk de hoek waaronder het licht uit het water komt.
- Op een gegeven moment bereik je een opvallend grensgeval: de lichtstraal gaat niet de aangrenzende lucht in, maar strijkt langs het wateroppervlak.
- Kies je voor een nog schuinere lichtbundel, dan kan deze het water niet meer uit en wordt op het grensvlak gereflecteerd. Precies dit geval wordt verstaan onder de term "totale reflectie".
- Totale reflectie is alleen mogelijk als licht van een (optisch) dichter materiaal zoals water of glas wil overgaan in een (optisch) dunner materiaal zoals lucht of andere gassen. Vanuit een bepaalde kritische hoek is dit niet meer mogelijk en vindt totale reflectie plaats op het grensvlak.
- Een van de belangrijkste toepassingen voor totale reflectie is te vinden in lichtgeleiders of Glasvezelkabels. In dergelijke kabels kan met laserlicht informatie over lange afstanden worden verzonden, omdat het licht door totale reflectie de geleider niet (of nauwelijks) kan verlaten. Endoscopen worden ook gebruikt in de geneeskunde.
Hoe nuttig vind je dit artikel?
