Całkowite wewnętrzne odbicie

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
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 i pod kątem mniejszym od granicznego zostaje częściowo odbite, a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli to współczynnik załamania ośrodka , a współczynnik załamania ośrodka i wtedy kąt padania jest mniejszy niż kąt załamania . Przy pewnym kącie padania , zwanym kątem granicznym, kąt załamania jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż (zakreskowany zakres kątów na ilustracji) światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.

Na mocy prawa załamania:

,

jeśli , to , dlatego wartość kąta granicznego, :

.

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