كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي: مقارنة كيانات متعددة ، حقائق


الانعكاس الداخلي الكلي للضوء هو سبب تألق الماس. سنستكشف بالتفصيل كيفية حدوث الانعكاس الداخلي الكلي في هذه المقالة.

يحدث الانعكاس الداخلي الكلي للضوء عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط أكثر كثافة إلى وسط أكثر ندرة ويجعل زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة عند الحد الفاصل بين الوسيطتين. نتيجة لذلك ، ينعكس شعاع الضوء تمامًا إلى نفس الوسط الأكثر كثافة دون الدخول إلى الوسط الأكثر ندرة.

تكوّن السراب ، تألق صدع في وعاء زجاجي ، انتقال أشعة الضوء في الألياف الضوئية ، إلخ ، بسبب الانعكاس الداخلي الكلي للضوء. علاوة على ذلك ، تستخدم العديد من الأدوات البصرية مثل التلسكوبات والمناظير والمناظير مناشير زجاجية للانعكاس الداخلي الكلي.

اقرأ المزيد عن أكثر من 16 استخدامًا للانكسار: تحليل مفصل

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي في الماس؟

الماس عبارة عن جواهر ثمينة للغاية تتألق عندما يمر الضوء من خلالها. الانعكاس الداخلي الكلي هو ما يحدث فيه.

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي
الانعكاس الداخلي الكلي في الماس

واجهة الماس والهواء لها زاوية حرجة تبلغ 24.4° وهذا منخفض جدًا. وجوه الماس بطريقة دخول شعاع الضوء إلى الماس ؛ يخضع لانعكاسات داخلية إجمالية متعددة حيث أن زاوية سقوط شعاع الضوء داخل الماس لكل سطح أكبر من الزاوية الحرجة. يخرج شعاع الضوء من الماس فقط عندما تصبح زاوية السقوط أقل من 24.4 درجة.

بالإضافة إلى ذلك ، من خلال قطع الماس بشكل مناسب ، يمكن تسهيل الانعكاسات الداخلية المتعددة لزيادة بريقه.

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي في الألياف الضوئية؟

الألياف الضوئية عبارة عن أسلاك رفيعة وشفافة مجوفة تشبه الأنبوب وتستخدم بشكل أساسي لنقل الضوء. تستخدم اتصالات الألياف الضوئية الألياف الضوئية.

يجب أن يكون معامل الانكسار للوسط داخل الألياف الضوئية أكبر من المحيط. يضرب الضوء الذي يدخل إلى ألياف بصرية رفيعة السطح الداخلي بزوايا كبيرة ويعاني من انعكاس داخلي كلي. تسهل زاوية الحادث الكبيرة انتقال الشعاع داخل الألياف من خلال المرور بانعكاسات متعددة ويخرج الضوء من الألياف الضوئية فقط من نهايتها الأخرى.

في حالة الحزم الضوئية ، تُحاط الألياف بمادة تكسية يكون معامل انكسارها أقل من الألياف ، وبالتالي فإن الضوء الذي ينتقل داخل الألياف يعاني من انعكاس داخلي كلي.

اقرأ المزيد عن 16+ انعكاس لأمثلة الضوء: البصيرة والحقائق التفصيلية

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي في المنشور؟

المنشور مصنوع من الزجاج والزاوية الحرجة لواجهة الزجاج والهواء هي 42 درجة. يمكن ملاحظة الانعكاس الداخلي الكلي بسهولة في منشور متساوي الساقين قائم الزاوية. يحتوي مثل هذا المنشور على زاوية قائمة وزاويتان أخريان متماثلتان ، أي 45 درجة لكل منهما.

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي في المنشور موضح أدناه:

الانعكاس الداخلي الكلي في المنشور

يدخل شعاع الضوء بشكل عمودي من خلال وجه المنشور ، ولكن بمجرد دخوله ، ستكون زاوية السقوط في الجزء الداخلي للوجه الآخر 45 درجة وهي أكبر من الزاوية الحرجة لواجهة الهواء الزجاجي. ومن ثم ، يخضع شعاع الضوء لانعكاس داخلي كامل ويظهر خارج المنشور من خلال الوجه الآخر بشكل طبيعي.

كيف يتم استخدام الانعكاس الداخلي الكلي في المناظير؟

يتم استخدام الانعكاس الداخلي الكلي في المناظير المنشورية لإنتاج صورة مكبرة وواضحة للأشياء البعيدة.

يدخل شعاع الضوء من الجسم إلى المنشور داخل المنظار من خلال العدسة. ينعكس الشعاع عند دخوله إلى المنشور تمامًا داخل المنشور ويخرج من المنشور ولكنه يدخل منشورًا آخر. هناك ينعكس مرة أخرى وأخيراً يصل شعاع الضوء إلى العدسة.

اقرأ المزيد عن الانعكاس مقابل الانحراف: التحليل المقارن

كيف يحدث الانعكاس في المشكال؟

يتكون المشكال من عدة مرايا ينتج عنها انعكاسات متعددة. ينتج عن مجموعة المرايا أنماطًا مختلفة للكائن مع صور متعددة. يتم ترتيب مرآتين أو أكثر في مثل هذا الوضع بزاوية سقوط محددة بحيث يتم تسهيل الانعكاسات المتعددة.

يتم وضع المرايا في المشكال في الغالب بزاوية 60 درجة مع بعضها البعض.

كيف تستخدم المناظير الانعكاس الداخلي الكلي؟

تستخدم Persicopes مناشير عاكسة تمامًا تدير شعاع الضوء بمقدار 90 درجة. يتكون المنشور العاكس تمامًا من زاوية قائمة وزاويتان أخريان متساويتان أي 45 درجة. ينعكس الضوء تمامًا في المنشور الزجاجي.

يدخل شعاع الضوء بشكل عمودي عبر أحد جوانب المنشور وينعكس داخليًا عند الوتر. زاوية سقوط شعاع الضوء عند وتر هذا المنشور القائم الزاوية هي 45 درجة. هذه الزاوية أكبر من الزاوية الحرجة لحدود الزجاج والهواء. واجهة الزجاج والهواء لها زاوية حرجة تبلغ 42 درجة. بعد الانعكاس ، يظهر شعاع الضوء من خلال الجانب الآخر من المنشور بشكل عمودي ثم يدخل في المنشور الثاني القائم الزاوية. تحدث نفس الأحداث هنا وأخيراً يصل شعاع الضوء المنبثق إلى عين الراصد.

Periscope - انعكاس داخلي كلي

يكاد لا يوجد أي خسارة في الكثافة في الانعكاس الداخلي الكلي ، وبالتالي فإن الصور التي تم الحصول عليها ستكون مشرقة وواضحة. تُستخدم Periscopes في الحروب البرية والبحرية ، والملاحة البحرية المغمورة ، وما إلى ذلك.

اقرأ المزيد عن 11+ خاصية للانعكاس: الموجة ، خصائص الضوء ، حقائق شاملة

كيف يحدث الانعكاس الداخلي الكلي: أسئلة متكررة

ما هي الزاوية الحرجة؟

تلعب الزاوية الحرجة دورًا رئيسيًا في حدوث الانعكاس الداخلي الكلي. في الواجهة التي تفصل بين الوسيط الأكثر كثافة والأندر ، عندما يصنع شعاع ضوئي زاوية سقوط في الوسط الأكثر كثافة حيث تكون زاوية انكساره في الوسط الأكثر ندرة تسعين درجة ، يُطلق على قياس زاوية السقوط المعينة تلك الزاوية الحرجة . عندما تصبح زاوية السقوط أكبر من هذه الزاوية الحرجة ، يحدث الانعكاس الداخلي الكلي.

يمكن حساب الزاوية الحرجة لأي واجهة وسائط أكثر كثافة وندرة باستخدام قانون سنيل انكسار الضوء. وفقًا لقانون سنيل ، "نسبة جيب زاوية السقوط إلى جيب زاوية الانكسار تساوي نسبة معامل الانكسار للوسيط الثاني إلى معامل الانكسار للوسيط الأول".

بدونi/ الخطيئةr=n2/n1

أين،

n1 و ن2 هي مؤشرات الانكسار للوسيط 1 و 2 على التوالي ؛

أنا هي زاوية السقوط ؛

ص هي زاوية الانكسار.

كما نعلم ، تخضع فقط الأشعة الضوئية التي تنتقل من وسط كثيف إلى متوسط ​​أكثر ندرة لانعكاس داخلي كلي. ومن ثم ، في التعبير عن قانون سنيل ، زاوية الانكسار تؤخذ على أنها 90 درجة وزاوية السقوط المقابلة التي نحصل عليها هي الزاوية الحرجة.

إعطاء الشروط الضرورية والكافية التي يحدث في ظلها انعكاس داخلي كامل.

يحدث الانعكاس الداخلي الكلي في أي واجهة تفصل بين وسيطين فقط في حالة استيفاء الشروط التالية:

  • يجب أن ينتشر شعاع الضوء من وسط أكثر كثافة (وسط ذو معامل انكسار مرتفع) إلى وسط نادر (وسط مع معامل انكسار منخفض).
  • عندما ينتقل شعاع الضوء من وسط أكثر كثافة إلى وسيط نادر ، يجب أن تكون زاوية سقوط الشعاع عند الواجهة التي تفصل بين الوسائط أكبر من الزاوية الحرجة لتلك الواجهة.

أعطِ تطبيقًا واحدًا من الألياف الضوئية.

تستخدم الألياف الضوئية في الصناعة الطبية في التنظير الداخلي لفحص الأعضاء الداخلية للمرضى.

ديكشا دينيش

مرحبًا ، أنا Deeksha Dinesh ، أتابع حاليًا التخرج في الفيزياء مع تخصص في مجال الفيزياء الفلكية. أحب تقديم المفاهيم بطريقة أبسط للقراء.

آخر المقالات