Reflectie versus totale interne reflectie
Reflectie en totale interne reflectie zijn zeer belangrijke fysieke eigenschappen van golven. In het algemeen, wanneer een golf op een object slaat, wordt de resulterende verandering van de richting van de golf reflectie genoemd. Het belangrijkste en meest bekende feit over de reflectie is het vermogen om objecten te zien wanneer lichtstralen van het object naar het oog worden gereflecteerd. In feite wordt de totale interne reflectie meestal besproken onder de reflectie van licht. Er zijn veel technische toepassingen van golfreflectie en totale interne reflectie, zoals respectievelijk ultrageluidtechnologie en sonartechnologie en glasvezel. Aangezien dit een breed gebied van golfmechanica is, gaan we in deze discussie vooral kort praten over reflectie en totale interne reflectie van licht en reflectiewetten van licht.
Reflectie
Zoals gezegd, wordt de resulterende verandering van de richting van een golf wanneer deze een obstakel raakt, reflectie genoemd. Wanneer het van toepassing is op lichtstralen, treedt reflectie op wanneer licht inv alt op glanzend gepolijste oppervlakken (reflecterende media). De reflectie ondergaat twee eenvoudige geometrische regels; de invallende straal, de normaal en de gereflecteerde straal liggen allemaal in hetzelfde vlak en de invalshoek is gelijk aan de reflectiehoek. Hier wordt invallende straal gedefinieerd als een straal die het oppervlak nadert. Het punt van inval is de plaats waar de invallende straal het oppervlak raakt. De normaal is de lijn loodrecht op het oppervlak op het punt van inval. De gereflecteerde straal is het deel van de invalstraal dat het oppervlak verlaat op het punt van inval. Er zijn twee soorten lichtreflecties, die spiegelreflectie en diffuse reflectie worden genoemd. Spiegelreflectie treedt op wanneer parallelle invallende stralen inslaan op een glad oppervlak dat parallel reflecteert, en diffuse reflectie treedt op wanneer de parallelle invallende stralen inslaan op een ruw oppervlak dat onregelmatig naar alle richtingen reflecteert vanwege de ongelijke vlakken op het oppervlak.
Totale interne reflectie
Als en alleen wanneer lichtstralen door een dichter medium naar een lichter medium gaan, of met andere woorden, door een medium met een hoge brekingsindex (n1) naar een medium met lage brekingsindex (n2) (n1 > n2) en de invalshoek groter is dan de kritische hoek, resulteert in een totale reflectie van de invallende straal zonder door te gaan naar het lichtere medium. Hier wordt de kritieke hoek gedefinieerd als de invalshoek, die een brekingshoek van 90 graden maakt. Dit concept wordt gebruikt in glasvezel om in korte tijd informatie te verkrijgen en om heldere fonkelende diamanten te krijgen, geslepen om dit fenomeen te gebruiken.
Wat is het verschil tussen reflectie en totale interne reflectie?
· Reflectie en totale interne reflectie zijn fysieke eigenschappen van golven. Reflectie komt voor in alle soorten golven, maar totale interne reflectie vindt alleen plaats bij lichtstralen.
· Totale interne reflectie treedt op wanneer licht door dichter medium naar het lichtere medium gaat. Maar voor reflectie is er geen dergelijke beperking om te overwegen.
· Bij reflectie van een golf treden zowel reflectie- als brekingsgolven (die door het tweede medium gaan) op. Maar bij totale interne reflectie vindt alleen reflectiestraal plaats.
· Bij totale interne reflectie is de energie van de invallende straal en de gereflecteerde straal gelijk. Bij nader inzien echter niet.
