Odraz vs totální vnitřní odraz
Odraz a úplný vnitřní odraz jsou velmi důležité fyzikální vlastnosti vln. Obecně platí, že při dopadu vlny na předmět se výsledná změna směru vlny nazývá odraz. Nejdůležitější a nejznámější skutečností o odrazu je schopnost vidět předměty, když se světelné paprsky odrážejí od předmětu k oku. Ve skutečnosti je celkový vnitřní odraz většinou diskutován pod odrazem světla. Existuje mnoho technických využití odrazu vln a úplného vnitřního odrazu, jako je technologie ultrazvuku a technologie sonaru a vláknové optiky. Protože se jedná o širokou oblast vlnové mechaniky, budeme v této diskusi diskutovat hlavně o odrazu a úplném vnitřním odrazu světla a zákonech odrazu světla.
Reflection
Jak již bylo zmíněno, výsledná změna směru vlny při dopadu na jakoukoli překážku se nazývá odraz. Při použití světelných paprsků dochází k odrazu, když světlo dopadá na lesklé leštěné povrchy (reflexní média). Odraz podléhá dvěma jednoduchým geometrickým pravidlům; dopadající paprsek, normála a odražený paprsek leží ve stejné rovině a úhel dopadu je roven úhlu odrazu. Zde je dopadající paprsek definován jako paprsek přibližující se k povrchu. Bod dopadu je místo, kde dopadající paprsek dopadá na povrch. Normála je čára vedená kolmo k povrchu v místě dopadu. Odražený paprsek je část dopadového paprsku, která opouští povrch v místě dopadu. Existují dva druhy odrazů světla, které se nazývají zrcadlový odraz a difúzní odraz. Zrcadlový odraz nastane, když rovnoběžné paprsky dopadu dopadnou na hladký povrch odrážející paralelně, a difúzní odraz nastane, když paralelní dopadající paprsky dopadají na drsný povrch odrážející se nepravidelně do všech směrů kvůli nerovným rovinám na povrchu.
Celkový vnitřní odraz
Jen tehdy, když světelné paprsky procházejí hustším prostředím do lehčího prostředí, nebo jinými slovy, skrz prostředí s vysokým indexem lomu (n1) do prostředí s nízkým indexem lomu (n2) (n1 > n2) a dopadající úhel je větší než kritický úhel, má za následek úplný odraz dopadajícího paprsku, aniž by prošel do lehčího média. Kritický úhel je zde definován jako úhel dopadu, který tvoří úhel lomu 90 stupňů. Tento koncept se používá ve vláknové optice k získání informací v krátkém časovém období a získání zářivě třpytivých diamantů, které jsou broušeny za účelem využití tohoto jevu.
Jaký je rozdíl mezi odrazem a úplným vnitřním odrazem?
· Odraz a úplný vnitřní odraz jsou fyzikální vlastnosti vln. K odrazu dochází ve všech druzích vln, ale k úplnému vnitřnímu odrazu dochází pouze u světelných paprsků.
· K úplnému vnitřnímu odrazu dochází, když světlo prochází hustším médiem do lehčího média. Ale pro zamyšlení neexistuje žádné takové omezení, které je třeba zvážit.
· Při odrazu vlny dochází k odrazu i lomu (procházející druhým prostředím) vlnění. Ale při úplném vnitřním odrazu dochází pouze k odrazovému paprsku.
· Při úplném vnitřním odrazu jsou energie dopadajícího a odraženého paprsku stejné. Nicméně v odrazu tomu tak není.
