Ар бир адам күнүмдүк жашоодо көп жолуккан типтүү жарык эффекттери - чагылуу жана сынуу. Бул макалада биз эки эффект тең бир процесстин ичинде көрүнгөн учурду карап чыгабыз, ички толук чагылдыруу феномени жөнүндө сүйлөшөбүз.
Жарыктын чагылышы
Жарыктын ички толук чагылуу кубулушун кароодон мурун кадимки чагылуу жана сынуу эффекттери менен таанышуу керек. Биринчисинен баштайлы. Жөнөкөйлүк үчүн, биз жарыкты гана карап чыгабыз, бирок бул көрүнүштөр ар кандай мүнөздөгү толкунга мүнөздүү.
Рефлексия деп жарыктын нуру жылган бир түз сызыктуу траекториясынын жолунда тоскоолдукка кабылганда башка түз сызык траекториясына өзгөрүүсү түшүнүлөт. Бул эффект лазер көрсөткүчүн күзгүгө көрсөткөндө байкалат. Суу бетин караган учурда асмандын жана бак-дарактардын сүрөттөрүнүн пайда болушу да күн нурунун чагылышынын натыйжасы.
Төмөнкү мыйзам чагылуу үчүн жарактуу: бурчтартүшүү жана чагылуу чагылуу бетине перпендикуляр менен бир тегиздикте жатат жана бири-бирине барабар.
Жарыктын сынуусу
Сынуунун эффектиси чагылууга окшош, эгерде жарык шооласынын жолунда тоскоолдук башка тунук чөйрө болсо гана пайда болот. Мында баштапкы нурдун бир бөлүгү бетинен чагылышып, бир бөлүгү экинчи чөйрөгө өтөт. Бул акыркы бөлүгү сынган нур деп аталат, ал эми анын интерфейсине перпендикуляр менен жасаган бурчу сынуу бурчу деп аталат. Сынган нур чагылган жана түшкөн нур менен бир тегиздикте жатат.
Сынуунун күчтүү мисалдары болуп бир стакан суудагы карандаштын сынышы же адам ылдый жагын караган көлдүн алдамчы тереңдиги саналат.
Математикалык жактан бул кубулуш Снелл мыйзамы аркылуу сүрөттөлөт. Тиешелүү формула мындай көрүнөт:
1 күнөө (θ1)=n2 күнөө (θ 2).
Бул жерде түшүү жана сынуу бурчтары тиешелүүлүгүнө жараша θ1 жана θ2 деп белгиленген. n1, n2 чоңдуктары ар бир чөйрөдөгү жарыктын ылдамдыгын чагылдырат. Алар медианын сынуу көрсөткүчтөрү деп аталат. n канчалык чоң болсо, жарык берилген материалда ошончолук жай тарайт. Мисалы, сууда жарыктын ылдамдыгы абага караганда 25% аз, ошондуктан ал үчүн сынуу көрсөткүчү 1,33 (аба үчүн 1).
Толук ички чагылдыруу феномени
Жарыктын сынуу мыйзамы бирге алып баратнур н чоң чөйрөдөн тараганда кызыктуу натыйжа. Келгиле, бул учурда нур менен эмне болорун кененирээк карап көрөлү. Снелдин формуласын жазалы:
1 күнөө (θ1)=n2 күнөө (θ 2).
Биз n1>n2 деп ойлойбуз. Бул учурда, теңдик чын болушу үчүн, θ1 θ2 аз болушу керек. Бул тыянак ар дайым туура, анткени 0o дан 90o чейинки бурчтар гана каралат, алардын ичинде синус функциясы тынымсыз өсүп турат. Ошентип, тыгызыраак оптикалык чөйрөнү азыраак тыгызыраакка (n1>n2) калтырганда, нур нормалдуудан көбүрөөк четтейт.
Эми бурчту θ1 көбөйтөлү. Натыйжада, θ2 90o барабар болгон учур келет. Укмуштуудай көрүнүш пайда болот: тыгызыраак чөйрөдөн чыккан нур анын ичинде калат, башкача айтканда, ал үчүн эки тунук материалдын интерфейси тунук болуп калат.
Критикалык бурч
θ1, θ2=90o деп аталат каралып жаткан жуп медиа үчүн маанилүү. Интерфейске критикалык бурчтан чоңураак бурч менен тийген ар кандай нур биринчи чөйрөгө толугу менен чагылат. θc критикалык бурч үчүн Снеллдин формуласынан түз келген туюнтманы жазууга болот:
sin (θc)=n2 / n1.
Эгерэкинчи чөйрө аба, анда бул теңдик төмөнкү формага жөнөкөйлөштүрүлөт:
sin (θc)=1 / n1.
Мисалы, суу үчүн критикалык бурч:
θc=arcsin (1 / 1, 33)=48, 75o.
Эгер сиз бассейндин түбүнө чумкуп, өйдө карасаңыз, асман менен булуттарды өз башыңыздан гана басып өткөнүн көрө аласыз, калган суу бетинде бассейндин дубалдары гана көрүнөт..
Жогорудагы ой жүгүртүүдөн көрүнүп тургандай, сынуудан айырмаланып, толук чагылуу кайра кайтарылуучу кубулуш эмес, ал тыгызыраак чөйрөдөн азыраак чөйрөгө өткөндө гана пайда болот, бирок тескерисинче эмес.
Табигаттагы жана технологиядагы толук чагылдыруу
Балким, жаратылышта эң кеңири тараган эффект бул асан-үсөн. Аасан-үсөндүн түстөрү жамгыр тамчыларына ак жарыктын таралышынын натыйжасы. Бирок нурлар бул тамчылардын ичинен өткөндө бир же эки жолу ички чагылууга туш болушат. Ошондуктан асан-үсөн ар дайым кош көрүнөт.
Ички толук чагылдыруу кубулушу оптикалык була технологиясында колдонулат. Оптикалык булалардын аркасында алыскы аралыктарга электромагниттик толкундарды жоготуусуз өткөрүү мүмкүн.
