Повне внутрішнє відбиття

 Повне внутрішнє відбиття

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22 

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation 

 https://t.me/physicsks

 

Повне внутрішнє відбиття (П. в. в.)- окремий випадок відбиття світла або електромагнітних хвиль іншого діапазону на межі розділу двох середовищ. Відбувається, коли хвиля падає на поверхню розділу з боку оптично густішого середовища (з більшим заломлення показником n1), n2 — показник заломлення другого середовища. При П. в. в. електромагнітна хвиля повністю повертається в оптично густіше середовище. Енергія хвилі при П. в. в. частково проникає в менш густе середовище на глибину порядку довжини хвилі світла, але потім повертається назад.

Явище повного внутрішнього відбиття

Розглянемо падіння світлового променя з більш оптично густого середовища 1 (наприклад, води) в менш оптично густе середовище 2 (наприклад, повітря). З формули

видно, що при збільшенні кута α синус α збільшується, тому синус γ, а відповідно й кут γ, повинні також збільшуватися. Тому знайдеться деякий кут α0, коли γ стане рівним 90°, і заломлений промінь почне ковзати по межі розділу двох середовищ (жовтий промінь). Цей кут можна визначити із закону заломлення:



Отже, , де α0 - граничний кут повного відбивання.

При подальшому збільшенні α промінь вже не вийде в середовище 2, а повністю відіб'ється у середовище 1 (червоний промінь).

Повне внутрішнє відбиття світла використовується в світловоді, в якості якого може виступати тонке скловолокно. Чим тонше скляний стрижень, тим більше число відбивань світла виникає в ньому. Товщина скловолокна 10 мкм, зверху його вкривають тонким шаром скла з меншим показником заломлення. Набираючи декілька тисяч таких волокон, отримують пучок. Потім шліфують і полірують торці. Отриманий тонкий і гнучкий світловод застосовують для передачі чіткого зображення предмета безпосередньо в око спостерігача або на екран. Застосовуються для побудови оптоволоконних ліній зв'язку, а також в медицині (ендоскопія, діагностика захворювань внутрішніх органів, опромінювання онкопухлин), в дефектоскопії (визначення дефектів порожнин деталей). 

Практичне застосування явища повного внутрішнього відбивання:


Обидва аквалангіста намагаються подати світловий сигнал товаришу на містку над озером. Одному це вдалося, а другому - ні. Як ти думаєш, чому?

 

Обережно, пірнальники! Камінь на дні водоймища людина бачить вище, ніж насправді. Тому глибина завжди нам здається меншою, ніж насправді.

Досліджуємо явище повного внутрішнього відбивання "Наука навколо нас": 

 

Також для пояснення заломлення світла буде корисною флеш-анімація "Заломлення та повне внутрішнє відбивання світла". Флеш-анімація моделює явище повного внутрішнього відбивання. Анімація є інтерактивною і дозволяє змінювати умови проведення досліду. Мова анімації: російська, джерело: http://skillopedia.ru

Завантаження флеш-анімації

Джерела:

Отримання знань 

Бережіть себе і родину!

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті!  

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22