Полное отражение

Когда луч падает на границу раздела двух сред наблюдается явление преломления, но кроме этого наблюдается и явление отражения света. При падении луча из воздуха в стекло угол падения всегда больше угла преломления. При движении луча в обратном направлении (из воды в воздух) ситуация будет обратной: угол падения будет меньше угла преломления, так как показатель преломления в этом случае получит обратное значение.

Под водой расположен источник света S лучи которого направлены вверх и освещают границу раздела вода-воздух снизу. Лучи падают на границу раздела под разными углами, часть луча отражается и возвращается в воду, часть преломляется и выходит в воздух. Поскольку луч идет из оптически более плотной среды в оптически менее плотную - угол преломления больше угла падения. При достижении некоторого угла αпр угол преломления оказывается равным 90о и преломившийся луч идет вдоль границы раздела сред. Дальнейшее увеличения угла падения приводит к тому, что преломившийся луч исчезает и остается только отразившийся. Это явление и называется полным внутренним отражением.

Угол падения, при котором свет не преломляется в другую среду, а отражается и скользит вдоль раздела двух сред, называется предельным углом полного отражения.

Определить предельный угол полного отражения можно исходя и выражения:

Одно из применений полного внутреннего отражения - оптическое волокно, которое довольно широко применяется в современной вычислительной техники и особенно в средствах связи так как позволяет значительно расширить возможности средств связи и снизить потери сигнала по сравнению с использованием металлических проводников.

На рисунке видно как луч от лазерной указки попадая под некоторым углом в оптическое волокно, отражается от его внутренней поверхности и практически без потерь передается вдоль волокна.

 

<- Назад

Вперед ->