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.

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\, i O_2\, pod kątem mniejszym od granicznego zostaje częściowo odbite, a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli n_1\, to współczynnik załamania ośrodka O_1\,, a n_2 współczynnik załamania ośrodka O_2 i n_1 > n_2 wtedy kąt padania \alpha jest mniejszy niż kąt załamania \beta. Przy pewnym kącie padania \alpha_{gr}, zwanym kątem granicznym, kąt załamania \beta jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż \alpha_{gr} (zakreskowany zakres kątów na ilustracji) światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.

Na mocy prawa załamania:

{\sin\alpha \over \sin\beta}={n_2 \over n_1},

jeśli \beta =90^\circ, to \sin\beta=1, dlatego wartość kąta granicznego, \alpha_{gr}\,:

\alpha_{gr}=\arcsin \left( {n_2 \over n_1} \right).

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