Het belangrijkste verschil tussen totale interne reflectie en breking is dat totale interne reflectie het volledige onderwaterbeeld is zonder verlies van helderheid, terwijl breking de verandering is in de richting van een golf die van het ene medium naar het andere gaat.
Totale interne reflectie en breking zijn optische fenomenen die voornamelijk worden besproken onder natuurkunde en analytische chemie.
Wat is totale interne reflectie?
Totale interne reflectie of TIR is een optisch fenomeen dat de onderwaterlichtreflectie beschrijft, die verschijnt als een spiegel zonder verlies van helderheid. Over het algemeen treedt dit type reflectie op wanneer de golven in een medium voldoende tegen de grens met een ander medium slaan, wat extern plaatsvindt. Daar hebben de golven de neiging om sneller te reizen in het tweede medium dan het eerste, en het tweede medium moet perfect transparant zijn voor de golven. Doorgaans treedt totale interne reflectie op bij elektromagnetische golven zoals licht en microgolven, maar het kan ook optreden bij sommige andere golven, zoals geluids- en watergolven.
We kunnen de totale interne reflectie van licht beschrijven met behulp van een halfrond cilindrisch blok van gewoon glas of acrylglas. Daar projecteert een "straalbox" een smalle lichtstraal radiaal naar binnen. Dan laat de halfronde doorsnede van het glas toe dat deze smalle lichtstraal loodrecht blijft op het gebogen gedeelte van het lucht/glasoppervlak, en zo in een rechte lijn verdergaat naar het vlakke gedeelte van het oppervlak, maar de lichthoek met de vlak gebied varieert.
Figuur 01: Totale interne reflectie in een aquarium
Laten we nu eens kijken naar enkele alledaagse voorbeelden voor totale interne reflectie. Als we naast een aquarium staan, met onze ogen onder het waterniveau, kunnen we vissen en ondergedompelde objecten weerspiegeld zien in het water- en luchtoppervlak. Hier is de helderheid van het gereflecteerde beeld meestal verrassend. Evenzo, wanneer we onze ogen openen terwijl we net onder het wateroppervlak zwemmen, lijkt het oppervlak als een spiegel die objecten eronder weerkaatst als het water kalm is.
Wat is breking?
Refractie is de verandering in de richting van een golf die van het ene medium naar het andere gaat. Dit gebeurt ook als er sprake is van een geleidelijke verandering in hetzelfde medium. Licht is het meest voorkomende onderwerp in het brekingsverschijnsel, maar er zijn ook enkele andere golven bij betrokken, waaronder geluidsgolven en watergolven. We kunnen de mate van breking van een golf bepalen door de verandering in golfsnelheid en de initiële richting van de golfvoortplanting te observeren in relatie tot de richting van de verandering in de snelheid.
Figuur 02: Breking volgt de wet van Snell
In het geval van licht volgt de breking de wet van Snellius. Deze wet stelt dat voor een gegeven paar media, de verhouding tussen de sin-waarde van de invalshoek en de brekingshoek gelijk is aan de verhouding tussen de fasesnelheden in die twee media, en equivalent gelijk is aan de verhouding van brekingsindices van de twee media.
Normaal gesproken hebben de optische prisma's en lenzen de neiging om breking van licht te gebruiken om licht om te leiden, wat ook in het menselijk oog voorkomt. Daar heeft de brekingsindex van de materialen de neiging te variëren met de golflengte van het licht; daarom varieert de hoek van de breking ook. We noemen het 'dispersie' en het zorgt ervoor dat prisma's en regenbogen het witte licht verdelen in zijn samenstellende spectrale kleuren.
Wat is het verschil tussen totale interne reflectie en breking?
Totale interne reflectie en breking zijn optische fenomenen die voornamelijk worden besproken onder natuurkunde en analytische chemie. Het belangrijkste verschil tussen totale interne reflectie en breking is dat totale interne reflectie het volledige uiterlijk onder water is zonder verlies van helderheid, terwijl breking de verandering is in de richting van een golf die van het ene medium naar het andere gaat.
De volgende infographic vat het verschil tussen totale interne reflectie en breking in tabelvorm samen.
Samenvatting – Totale interne reflectie versus breking
Totale interne reflectie en breking zijn twee optische fenomenen. Het belangrijkste verschil tussen totale interne reflectie en breking is dat totale interne reflectie het volledige onderwaterbeeld is zonder verlies van helderheid, terwijl breking de verandering is in de richting van een golf die van het ene medium naar het andere gaat.
