Ikiwa n 1 > n 2 basi > α, i.e. ikiwa mwanga hupita kutoka kwa kati ambayo ni mnene wa macho hadi katikati ambayo ni mnene kidogo, basi angle ya refraction ni kubwa kuliko angle ya matukio (Mchoro 3)
Kikomo cha pembe ya matukio. Ikiwa α=α p,=90˚ na boriti itateleza kwenye kiolesura cha hewa-maji.
Ikiwa α’>α p, basi mwanga hautapita kwenye kati ya pili ya uwazi, kwa sababu itaakisiwa kabisa. Jambo hili linaitwa tafakari kamili ya mwanga. Pembe ya matukio αn, ambapo boriti iliyorudishwa inateleza kwenye kiolesura kati ya midia, inaitwa pembe ya kuzuia ya kuakisi jumla.
Kutafakari kwa jumla kunaweza kuzingatiwa katika prism ya kioo ya mstatili ya isosceles (Mchoro 4), ambayo hutumiwa sana katika periscopes, binoculars, refractometers, nk.
a) Nuru huanguka kwa uso wa kwanza na kwa hivyo haifanyiki tena hapa (α=0 na =0). Pembe ya matukio kwenye uso wa pili ni α=45˚, yaani>α p, (kwa kioo α p =42˚). Kwa hiyo, mwanga unaonyeshwa kabisa kwenye uso huu. Huu ni mche unaozunguka ambao huzungusha boriti 90˚.
b) Katika kesi hii, mwanga ndani ya prism hupata tafakari ya jumla mara mbili. Hii pia ni prism inayozunguka inayozunguka boriti 180˚.
c) Katika kesi hii, prism tayari imebadilishwa. Wakati miale inatoka kwenye prism, inafanana na ile ya tukio, lakini miale ya tukio la juu inakuwa ya chini, na ya chini inakuwa ya juu.
Hali ya kutafakari kwa jumla imepata matumizi makubwa ya kiufundi katika miongozo ya mwanga.
Mwongozo wa mwanga ni idadi kubwa ya filaments nyembamba za kioo, kipenyo ambacho ni kuhusu microns 20, na urefu wa kila mmoja ni karibu 1 m. nyuzi hizi ni sambamba na kila mmoja na ziko karibu (Mchoro 5)
Kila thread imezungukwa na shell nyembamba ya kioo, index ya refractive ambayo ni ya chini kuliko thread yenyewe. Mwongozo wa mwanga una ncha mbili; nafasi za jamaa za ncha za nyuzi kwenye ncha zote mbili za mwongozo wa mwanga ni sawa kabisa.
Ikiwa utaweka kitu kwenye mwisho mmoja wa mwongozo wa mwanga na kuiangazia, basi picha ya kitu hiki itaonekana kwenye mwisho mwingine wa mwongozo wa mwanga.
Picha hupatikana kwa sababu ya ukweli kwamba mwanga kutoka kwa eneo fulani ndogo la kitu huingia mwisho wa kila nyuzi. Inakabiliwa na tafakari nyingi za jumla, mwanga hutoka kutoka upande wa pili wa thread, kupeleka kutafakari kwa eneo ndogo la kitu.
Kwa sababu mpangilio wa nyuzi zinazohusiana na kila mmoja ni sawa, basi picha inayolingana ya kitu inaonekana kwenye mwisho mwingine. Uwazi wa picha inategemea kipenyo cha nyuzi. Kipenyo kidogo cha kila thread, picha ya kitu itakuwa wazi zaidi. Hasara za nishati ya mwanga kwenye njia ya mwangaza kawaida huwa ndogo kiasi katika vifurushi (nyuzi), kwani kwa kuakisiwa kwa jumla mgawo wa uakisi ni wa juu kiasi (~0.9999). Upotezaji wa nishati husababishwa zaidi na ufyonzwaji wa nuru na dutu iliyo ndani ya nyuzi.
Kwa mfano, katika sehemu inayoonekana ya wigo katika nyuzi ya urefu wa m 1, 30-70% ya nishati inapotea (lakini katika kifungu).
Kwa hivyo, kusambaza fluxes kubwa za mwanga na kudumisha kubadilika kwa mfumo wa kuendesha mwanga, nyuzi za mtu binafsi hukusanywa kwenye vifurushi (vifungu) - viongozi mwanga
Miongozo ya mwanga hutumiwa sana katika dawa ili kuangazia mashimo ya ndani na mwanga wa baridi na kusambaza picha. Endoscope- kifaa maalum cha kuchunguza mashimo ya ndani (tumbo, rectum, nk). Kutumia miongozo ya mwanga, mionzi ya laser hupitishwa kwa athari za matibabu kwenye tumors. Na retina ya binadamu ni mfumo wa nyuzi-optic uliopangwa sana unaojumuisha nyuzi ~ 130x10 8.
Tafakari kamili ya ndani
Tafakari ya ndani- hali ya kuakisi mawimbi ya sumakuumeme kutoka kwa kiolesura kati ya vyombo vya habari viwili vya uwazi, mradi wimbi hilo ni tukio kutoka kwa kati na faharisi ya juu ya kuakisi.
Tafakari ya ndani isiyo kamili- kutafakari kwa ndani, mradi angle ya matukio ni chini ya angle muhimu. Katika kesi hii, boriti hugawanyika katika refracted na kutafakari.
Tafakari kamili ya ndani- kutafakari kwa ndani, mradi angle ya matukio inazidi angle fulani muhimu. Katika kesi hii, wimbi la tukio linaonyeshwa kabisa, na thamani ya mgawo wa kuakisi inazidi viwango vyake vya juu zaidi vya nyuso zilizosafishwa. Kwa kuongeza, kutafakari kwa jumla ya kutafakari ndani ni kujitegemea kwa urefu wa wimbi.
Jambo hili la macho huzingatiwa kwa anuwai ya mionzi ya sumakuumeme ikijumuisha safu ya X-ray.
Ndani ya mfumo wa optics ya kijiometri, maelezo ya jambo hilo ni ndogo: kulingana na sheria ya Snell na kwa kuzingatia kwamba angle ya refraction haiwezi kuzidi 90 °, tunapata kwamba kwa pembe ya matukio ambayo sine ni kubwa kuliko uwiano wa ndogo refractive index kwa mgawo kubwa, wimbi electromagnetic lazima kabisa yalijitokeza katika kati ya kwanza.
Kwa mujibu wa nadharia ya wimbi la jambo hilo, wimbi la sumakuumeme bado hupenya ndani ya kati ya pili - kinachojulikana kama "wimbi lisilo sare" huenea huko, ambayo huharibika kwa kasi na haina kubeba nishati nayo. Kina cha tabia ya kupenya kwa wimbi lisilo sawa ndani ya kati ya pili ni ya utaratibu wa urefu wa wimbi.
Jumla ya tafakari ya ndani ya mwanga
Hebu tuzingatie tafakari ya ndani kwa kutumia mfano wa tukio la miale miwili ya monokromatiki kwenye kiolesura kati ya midia mbili. Mionzi huanguka kutoka kwa ukanda wa kati mnene zaidi (iliyoonyeshwa kwa rangi ya hudhurungi nyeusi) na faharisi ya refractive hadi mpaka na kati mnene kidogo (iliyoonyeshwa kwa rangi ya samawati) na faharisi ya refractive.
Boriti nyekundu huanguka kwa pembe, ambayo ni, kwenye mpaka wa vyombo vya habari ni bifurcates - ni sehemu iliyopigwa na inaonyeshwa kwa sehemu. Sehemu ya boriti inarudiwa kwa pembe.
Boriti ya kijani huanguka na kuakisiwa kabisa src="/pictures/wiki/files/100/d833a2d69df321055f1e0bf120a53eff.png" border="0">.
Tafakari kamili ya ndani katika asili na teknolojia
Tafakari ya X-ray
Marekebisho ya mionzi ya X wakati wa matukio ya malisho yaliundwa kwanza na M. A. Kumakhov, ambaye alitengeneza kioo cha X-ray, na kuthibitishwa kinadharia na Arthur Compton mnamo 1923.
Matukio mengine ya wimbi
Maonyesho ya kukataa, na kwa hiyo athari ya kutafakari kwa ndani ya jumla, inawezekana, kwa mfano, kwa mawimbi ya sauti juu ya uso na katika unene wa kioevu wakati wa mpito kati ya kanda za viscosity tofauti au wiani.
Matukio sawa na athari ya kutafakari jumla ya ndani ya mionzi ya umeme huzingatiwa kwa mihimili ya neutroni za polepole.
Ikiwa wimbi la polarized wima limetokea kwenye kiolesura kwenye pembe ya Brewster, basi athari ya kinzani kamili itazingatiwa - hakutakuwa na wimbi lililoakisiwa.
Vidokezo
Wikimedia Foundation. 2010.
- Pumzi kamili
- Mabadiliko kamili
Tazama "Tafakari kamili ya ndani" ni nini katika kamusi zingine:
TAFAKARI KABISA YA NDANI- kutafakari el. mag. mionzi (hasa, mwanga) inapoanguka kwenye kiolesura kati ya vyombo vya habari viwili vya uwazi kutoka kwa kati yenye faharisi ya juu ya kuakisi. P.v. O. hutokea wakati pembe ya matukio ninapozidi pembe fulani ya kikomo (muhimu) ... Ensaiklopidia ya kimwili
Tafakari kamili ya ndani- Tafakari kamili ya ndani. Wakati mwanga unapita kutoka kwa kati na n1 > n2, kutafakari kwa ndani kwa jumla hutokea ikiwa angle ya matukio a2 > apr; katika pembe ya matukio a1 Illustrated Encyclopedic Dictionary
Tafakari kamili ya ndani- onyesho la mionzi ya macho (Angalia mionzi ya macho) (mwanga) au mionzi ya sumakuumeme ya masafa mengine (kwa mfano, mawimbi ya redio) inapoangukia kwenye kiolesura cha vyombo viwili vya habari vya uwazi kutoka katikati yenye fahirisi ya juu ya kuakisi... ... Encyclopedia kubwa ya Soviet
TAFAKARI KABISA YA NDANI- mawimbi ya sumakuumeme, hutokea wakati yanapita kutoka katikati na index kubwa ya refractive n1 hadi kati na index ya chini ya refractive n2 kwa angle ya matukio ya kuzidi angle ya kikomo apr, imedhamiriwa na uwiano sinapr = n2 / n1. Kamili....... Ensaiklopidia ya kisasa
TAFAKARI KABISA YA NDANI- TAFAKARI KAMILI YA NDANI, TAFAKARI bila KUZUIA mwangaza kwenye mpaka. Wakati mwanga unapita kutoka katikati mnene (kwa mfano, glasi) hadi katikati mnene (maji au hewa), kuna eneo la pembe za kinzani ambazo nuru haipiti kwenye mpaka... Kamusi ya ensaiklopidia ya kisayansi na kiufundi
tafakari ya ndani ya jumla- Uakisi wa mwanga kutoka katikati ambayo ni mnene kidogo na kurudi kamili kwa kati ambayo inaanguka. [Mkusanyiko wa masharti yaliyopendekezwa. Suala la 79. Optics ya kimwili. Chuo cha Sayansi cha USSR. Kamati ya Istilahi za Kisayansi na Kiufundi. 1970] Mada…… Mwongozo wa Mtafsiri wa Kiufundi
TAFAKARI KABISA YA NDANI- mawimbi ya sumakuumeme hutokea wakati yanapotokea bila mpangilio kwenye kiolesura kati ya vyombo 2 vya habari, wakati mionzi inapopita kutoka katikati yenye fahirisi kubwa ya kuakisi n1 hadi ya kati iliyo na fahirisi ya chini ya kuakisi n2, na pembe ya tukio mimi inazidi pembe ya kuzuia. .... Kamusi kubwa ya Encyclopedic
tafakari ya ndani ya jumla- mawimbi ya sumakuumeme, hutokea na matukio ya oblique kwenye interface kati ya vyombo vya habari 2, wakati mionzi inapita kutoka kwa kati na index kubwa ya refractive n1 hadi kati na index ya chini ya refractive n2, na angle ya matukio i inazidi angle ya kikomo ipr .. . Kamusi ya encyclopedic
Tulisema katika § 81 kwamba wakati mwanga unapoanguka kwenye interface kati ya vyombo vya habari viwili, nishati ya mwanga imegawanywa katika sehemu mbili: sehemu moja inaonekana, sehemu nyingine hupenya kupitia interface ndani ya kati ya pili. Kwa kutumia mfano wa mpito wa mwanga kutoka hewa hadi kioo, i.e. kutoka katikati ambayo ni mnene kidogo hadi katikati ambayo ni mnene wa macho, tuliona kwamba uwiano wa nishati iliyoonyeshwa inategemea angle ya matukio. Katika kesi hii, sehemu ya nishati iliyoonyeshwa huongezeka sana kadiri angle ya matukio inavyoongezeka; hata hivyo, hata katika pembe kubwa sana za matukio, karibu na , wakati mwanga wa mwanga unakaribia slides kando ya kiolesura, baadhi ya nishati ya mwanga bado hupita kwenye kati ya pili (ona §81, jedwali la 4 na 5).
Jambo jipya la kuvutia linatokea ikiwa mwanga unaoenea katika kati yoyote utaanguka kwenye kiolesura kati ya kati hii na kati ambayo ni mnene kidogo, yaani, kuwa na fahirisi ya chini kabisa ya kuakisi. Hapa, pia, sehemu ya nishati iliyoonyeshwa huongezeka kwa kuongezeka kwa angle ya matukio, lakini ongezeko linafuata sheria tofauti: kuanzia pembe fulani ya matukio, nishati yote ya mwanga inaonekana kutoka kwa interface. Jambo hili linaitwa tafakari kamili ya ndani.
Hebu tuzingatie tena, kama katika §81, matukio ya mwanga kwenye kiolesura kati ya kioo na hewa. Hebu boriti ya mwanga ianguke kutoka kwenye kioo hadi kwenye interface kwa pembe tofauti za matukio (Mchoro 186). Ikiwa tunapima sehemu ya nishati ya mwanga iliyoakisiwa na sehemu ya nishati ya mwanga inayopita kwenye kiolesura, tunapata maadili yaliyotolewa katika Jedwali. 7 (kioo, kama kwenye Jedwali 4, kilikuwa na fahirisi ya kuakisi).
Mchele. 186. Tafakari ya jumla ya ndani: unene wa miale hulingana na sehemu ya nishati ya mwanga iliyochajiwa au kupita kwenye kiolesura.
Pembe ya matukio ambayo nishati yote ya mwanga inaonyeshwa kutoka kwa kiolesura inaitwa pembe ya kuzuia ya kutafakari kwa ndani kwa jumla. Kwa glasi ambayo meza iliundwa. 7 (), pembe ya kuzuia ni takriban .
Jedwali 7. Sehemu za nishati iliyoakisiwa kwa pembe mbalimbali za matukio wakati mwanga unapita kutoka kioo hadi hewa.
|
Angle ya matukio |
|||||||||||||
|
Angle ya kinzani |
|||||||||||||
|
Asilimia ya nishati iliyoakisiwa (%) |
Hebu tukumbuke kwamba wakati mwanga unatokea kwenye kiolesura kwa pembe ya kikomo, pembe ya kinzani ni sawa na , i.e., katika fomula inayoonyesha sheria ya kinzani kwa kesi hii,
wakati tunapaswa kuweka au . Kutoka hapa tunapata
Katika pembe za matukio makubwa zaidi ya hayo, hakuna miale iliyorudiwa. Hapo awali, hii inafuatia ukweli kwamba katika pembe za matukio kubwa kutoka kwa sheria ya kukataa, maadili makubwa kuliko umoja hupatikana, ambayo ni wazi kuwa haiwezekani.
Katika meza Jedwali la 8 linaonyesha pembe za kikomo za tafakari ya jumla ya ndani kwa baadhi ya vitu, fahirisi za kuakisi ambazo zimetolewa kwenye jedwali. 6. Ni rahisi kuthibitisha uhalali wa uhusiano (84.1).
Jedwali 8. Kupunguza pembe ya kutafakari jumla ya ndani kwenye mpaka na hewa
|
Dawa Disulfidi ya kaboni |
Kioo (mwamba mzito) |
||
|
Glycerol |
Tafakari ya jumla ya ndani inaweza kuzingatiwa kwenye mpaka wa Bubbles za hewa kwenye maji. Wanaangaza kwa sababu mwanga wa jua unaoanguka juu yao unaonyeshwa kabisa bila kupita kwenye Bubbles. Hii inaonekana hasa katika Bubbles hizo za hewa ambazo huwa daima kwenye shina na majani ya mimea ya chini ya maji na ambayo katika jua inaonekana kuwa ya fedha, yaani, kutoka kwa nyenzo zinazoonyesha mwanga vizuri sana.
Tafakari ya ndani ya jumla hupata matumizi katika muundo wa glasi inayozunguka na kugeuza prism, hatua ambayo ni wazi kutoka kwa Mtini. 187. Pembe ya kikomo kwa prism inategemea index ya refractive ya aina fulani ya kioo; Kwa hiyo, matumizi ya prisms vile haipatikani matatizo yoyote kuhusiana na uteuzi wa pembe za kuingia na kuondoka kwa mionzi ya mwanga. Miche inayozunguka kwa mafanikio hufanya kazi za vioo na ni faida kwa kuwa mali zao za kuakisi hubakia bila kubadilika, ambapo vioo vya chuma hupotea kwa muda kutokana na oxidation ya chuma. Ikumbukwe kwamba prism ya kufunika ni rahisi zaidi katika kubuni kuliko mfumo sawa unaozunguka wa vioo. Prisms zinazozunguka hutumiwa, hasa, katika periscopes.
Mchele. 187. Njia ya mionzi kwenye mche unaozunguka wa glasi (a), mche unaofunika (b) na kwenye bomba la plastiki lililopinda - mwongozo wa mwanga (c)
Pembe inayozuia ya kuakisi jumla ni pembe ya matukio ya mwanga kwenye kiolesura kati ya midia mbili, inayolingana na pembe ya kinzani ya digrii 90.
Fiber optics ni tawi la optics ambalo husoma matukio ya kimwili yanayotokea na kutokea katika nyuzi za macho.
4. Uenezaji wa wimbi katika kati ya macho isiyo homogeneous. Ufafanuzi wa kupiga ray. Mirages. Kinyume cha astronomia. Njia isiyo na usawa kwa mawimbi ya redio.
Mirage ni jambo la macho katika angahewa: kuakisi mwanga kwa mpaka kati ya tabaka za hewa ambazo ni tofauti sana katika msongamano. Kwa mtazamaji, kutafakari vile kunamaanisha kuwa pamoja na kitu cha mbali (au sehemu ya anga), picha yake ya kawaida inaonekana, iliyobadilishwa kuhusiana na kitu. Mirages imegawanywa katika chini, inayoonekana chini ya kitu, ya juu, juu ya kitu, na yale ya upande.
Mirage ya chini
Inazingatiwa na gradient kubwa sana ya joto la wima (hupungua kwa urefu) juu ya uso wa gorofa uliojaa joto, mara nyingi jangwa au barabara ya lami. Picha halisi ya anga inajenga udanganyifu wa maji juu ya uso. Kwa hiyo, barabara inayoenea kwa mbali siku ya joto ya majira ya joto inaonekana mvua.
Superior Mirage
Kuzingatiwa juu ya uso wa dunia baridi na usambazaji wa joto la inverted (huongezeka kwa urefu wake).
Fata Morgana
Matukio magumu ya mirage na upotovu mkali wa kuonekana kwa vitu huitwa Fata Morgana.
Mirage ya kiasi
Katika milima, mara chache sana, chini ya hali fulani, unaweza kuona "ubinafsi uliopotoka" kwa umbali wa karibu sana. Jambo hili linaelezewa na kuwepo kwa mvuke wa maji "umesimama" katika hewa.
Kinyume cha unajimu ni hali ya kurudisha nyuma kwa miale ya mwanga kutoka kwa miili ya mbinguni wakati wa kupita kwenye angahewa. kuelekezwa kwenye kilele. Katika suala hili, refraction daima "huinua" picha za miili ya mbinguni juu ya nafasi yao ya kweli
Refraction husababisha idadi ya athari za angahewa duniani: ukuzaji urefu wa siku kwa sababu ya ukweli kwamba diski ya jua, kwa sababu ya kinzani, huinuka juu ya upeo wa macho dakika kadhaa mapema kuliko wakati ambao Jua linapaswa kuibuka kwa kuzingatia mazingatio ya kijiometri; upungufu wa diski zinazoonekana za Mwezi na Jua karibu na upeo wa macho kutokana na ukweli kwamba makali ya chini ya disks hupanda juu kwa kukataa kuliko ya juu; kumeta kwa nyota, n.k. Kwa sababu ya tofauti ya ukubwa wa kutofautisha kwa miale ya mwanga yenye urefu tofauti wa mawimbi (miale ya bluu na urujuani hupotoka zaidi ya nyekundu), rangi inayoonekana ya miili ya mbinguni hutokea karibu na upeo wa macho.
5. Dhana ya wimbi la polarized linearly. Polarization ya mwanga wa asili. Mionzi isiyo na polarized. Polarizers ya Dichroic. Polarizer na analyzer mwanga. Sheria ya Malus.
Polarization ya wimbi- jambo la kuvunja ulinganifu wa usambazaji wa usumbufu ndani kupita wimbi (kwa mfano, nguvu za shamba la umeme na sumaku katika mawimbi ya sumakuumeme) kuhusiana na mwelekeo wa uenezi wake. KATIKA longitudinal polarization haiwezi kutokea katika wimbi, kwani usumbufu katika aina hii ya wimbi daima hupatana na mwelekeo wa uenezi.
linear - oscillations usumbufu hutokea katika ndege moja. Katika kesi hii, wanazungumza juu ya " ndege-polarized wimbi";
mviringo - mwisho wa vector amplitude inaeleza mduara katika ndege ya oscillation. Kulingana na mwelekeo wa mzunguko wa vector, kunaweza kuwa haki au kushoto.
Polarization ya mwanga ni mchakato wa kuagiza oscillations ya vector ya nguvu ya shamba la umeme ya wimbi la mwanga wakati mwanga unapita kupitia vitu fulani (wakati wa kukataa) au wakati mwanga wa mwanga unaonekana.
Polarizer ya dichroic ina filamu iliyo na angalau dutu moja ya kikaboni ya dichroic, molekuli au vipande vya molekuli ambavyo vina muundo wa gorofa. Angalau sehemu ya filamu ina muundo wa fuwele. Dutu ya dichroic ina angalau upeo mmoja wa curve ya kunyonya ya spectral katika safu za spectral za 400 - 700 nm na/au 200 - 400 nm na 0.7 - 13 μm. Wakati wa kutengeneza polarizer, filamu iliyo na dutu ya kikaboni ya dichroic hutumiwa kwenye substrate, athari ya kuelekeza inatumika kwa hiyo, na imekaushwa. Katika kesi hiyo, masharti ya kutumia filamu na aina na ukubwa wa ushawishi wa mwelekeo huchaguliwa ili parameter ya utaratibu wa filamu, inayolingana na angalau moja ya juu kwenye curve ya kunyonya ya spectral katika safu ya spectral 0.7 - 13 μm, ina thamani ya angalau 0.8. Muundo wa kioo wa angalau sehemu ya filamu ni kimiani ya kioo yenye sura tatu inayoundwa na molekuli za maada ya kikaboni ya dichroic. Upeo wa spectral wa polarizer hupanuliwa wakati huo huo kuboresha sifa zake za polarization.
Sheria ya Malus ni sheria ya kimaumbile inayoonyesha utegemezi wa ukubwa wa nuru iliyochanganuliwa kwa mstari baada ya kupita kupitia polarizer kwenye pembe kati ya ndege za ugawanyiko wa mwanga wa tukio na polarizer.
Wapi I 0 - ukubwa wa tukio la mwanga kwenye polarizer, I- ukubwa wa mwanga unaojitokeza kutoka kwa polarizer; k a- mgawo wa uwazi wa polarizer.
6. Brewster uzushi. Fresnel formula kwa ajili ya mgawo wa kuakisi kwa mawimbi ambayo vekta ya umeme iko katika ndege ya matukio, na kwa mawimbi ambayo vekta ya umeme ni sawa na ndege ya matukio. Utegemezi wa mgawo wa kuakisi kwenye pembe ya matukio. Kiwango cha polarization ya mawimbi yalijitokeza.
Sheria ya Brewster ni sheria ya macho inayoonyesha uhusiano wa faharisi ya kuakisi na pembe ambayo mwanga unaoakisiwa kutoka kwa kiolesura utawekwa polarized kabisa katika ndege inayoelekea kwenye ndege ya tukio, na boriti iliyoakisiwa imegawanywa kwa sehemu katika ndege ya matukio, na mgawanyiko wa boriti iliyorudiwa hufikia thamani yake kubwa zaidi. Ni rahisi kutambua kwamba katika kesi hii mionzi iliyoonyeshwa na iliyopunguzwa ni ya pande zote. Pembe inayolingana inaitwa pembe ya Brewster. Sheria ya Brewster:, wapi n 21 - index ya refractive ya jamaa ya pili ya kati na ya kwanza, θ Br- angle ya matukio (angle ya Brewster). Ukubwa wa tukio (U inc) na mawimbi yaliyoakisiwa (U ref) katika mstari wa KBB yanahusiana na uhusiano:
K bv = (U pedi - U neg) / (U pedi + U neg)
Kupitia mgawo wa kuakisi voltage (K U), KVV inaonyeshwa kama ifuatavyo:
K bv = (1 - K U) / (1 + K U) Kwa mzigo amilifu tu, BV ni sawa na:
K bv = R / ρ kwa R< ρ или
K bv = ρ / R kwa R ≥ ρ
ambapo R ni upinzani wa mzigo unaofanya kazi, ρ ni sifa ya impedance ya mstari
7. Dhana ya kuingiliwa kwa mwanga. Ongezeko la mawimbi mawili yasiyofuatana na madhubuti ambayo mistari ya ugawanyiko inalingana. Utegemezi wa ukubwa wa wimbi linalotokana na kuongezwa kwa mawimbi mawili madhubuti juu ya tofauti katika awamu zao. Dhana ya tofauti ya kijiometri na macho katika njia za mawimbi. Masharti ya jumla ya kutazama maxima ya kuingiliwa na minima.
Kuingiliwa kwa mwanga ni nyongeza isiyo ya mstari ya ukali wa mawimbi mawili au zaidi ya mwanga. Jambo hili linaambatana na maxima na minima ya kiwango katika nafasi. Usambazaji wake unaitwa muundo wa kuingilia kati. Wakati mwanga unaingilia, nishati inasambazwa tena katika nafasi.
Mawimbi na vyanzo vinavyowasisimua huitwa madhubuti ikiwa tofauti ya awamu kati ya mawimbi haitegemei wakati. Mawimbi na vyanzo vinavyowasisimua huitwa visivyoshikamana ikiwa tofauti ya awamu kati ya mawimbi hubadilika kwa muda. Mfumo wa tofauti:
, wapi,
8. Mbinu za maabara za kuchunguza kuingiliwa kwa mwanga: Jaribio la Young, Fresnel biprism, vioo vya Fresnel. Uhesabuji wa nafasi ya maxima ya kuingiliwa na minima.
Jaribio la Young - Katika jaribio, mwanga wa mwanga unaelekezwa kwenye skrini isiyo wazi na mpasuo mbili zinazofanana, nyuma ambayo skrini ya makadirio imewekwa. Jaribio hili linaonyesha kuingiliwa kwa mwanga, ambayo ni uthibitisho wa nadharia ya wimbi. Upekee wa slits ni kwamba upana wao ni takriban sawa na urefu wa wimbi la mwanga uliotolewa. Athari za upana wa yanayopangwa kwenye kuingiliwa hujadiliwa hapa chini.
Ikiwa tunadhania kuwa nuru ina chembe ( nadharia ya corpuscular ya mwanga), kisha kwenye skrini ya makadirio mtu angeweza kuona vipande viwili tu vya mwanga vinavyofanana vinavyopitia kwenye mpasuo wa skrini. Kati yao, skrini ya makadirio ingebaki bila kuwashwa.
Fresnel biprism - katika fizikia - prism mbili na pembe ndogo sana kwenye wima.
Fresnel biprism ni kifaa cha macho kinachoruhusu uundaji wa mawimbi mawili madhubuti kutoka kwa chanzo kimoja cha mwanga, ambayo inafanya uwezekano wa kuchunguza muundo thabiti wa kuingiliwa kwenye skrini.
Frenkel biprism hutumika kama njia ya kuthibitisha kwa majaribio asili ya wimbi la mwanga.
Vioo vya Fresnel ni kifaa cha macho kilichopendekezwa mwaka wa 1816 na O. J. Fresnel kuchunguza jambo la kuingiliwa kwa mihimili ya mwanga iliyounganishwa. Kifaa kina vioo viwili vya gorofa I na II, na kutengeneza angle ya dihedral ambayo inatofautiana na 180 ° kwa dakika chache tu za angular (ona Mchoro 1 katika makala Kuingiliwa kwa Mwanga). Vioo vinapoangaziwa kutoka kwa chanzo S, miale ya miale inayoakisiwa kutoka kwenye vioo inaweza kuzingatiwa kuwa inatoka kwa vyanzo madhubuti S1 na S2, ambavyo ni picha pepe za S. Katika nafasi ambapo miale huingiliana, kuingiliwa hutokea. Ikiwa chanzo S ni laini (iliyopasuliwa) na sambamba na ukingo wa fotoni, basi inapoangaziwa na mwanga wa monochromatic, muundo wa kuingiliwa kwa njia ya kupigwa kwa nafasi sawa za giza na nyepesi sambamba na mpasuko huzingatiwa kwenye skrini M, ambayo. inaweza kusanikishwa mahali popote katika eneo la mwingiliano wa boriti. Umbali kati ya kupigwa unaweza kutumika kuamua urefu wa wimbi la mwanga. Majaribio yaliyofanywa na fotoni yalikuwa mojawapo ya uthibitisho madhubuti wa asili ya wimbi la mwanga.
9. Kuingiliwa kwa mwanga katika filamu nyembamba. Masharti ya kuunda milia nyepesi na giza katika mwanga unaoakisiwa na kupitishwa.
10. Vipande vya mteremko sawa na vipande vya unene sawa. Pete za kuingilia kati za Newton. Radi ya pete za giza na nyepesi.
11. Kuingiliwa kwa mwanga katika filamu nyembamba katika matukio ya kawaida ya mwanga. Mipako ya vyombo vya macho.
12. Interferometers ya macho ya Michelson na Jamin. Uamuzi wa ripoti ya refractive ya dutu kwa kutumia interferometers mbili-boriti.
13. Dhana ya kuingiliwa kwa boriti nyingi za mwanga. Interferometer ya Fabry-Perot. Kuongezewa kwa idadi ndogo ya mawimbi ya amplitudes sawa, awamu ambazo huunda maendeleo ya hesabu. Utegemezi wa ukubwa wa wimbi linalotokana na tofauti ya awamu ya mawimbi yanayoingilia. Hali ya kuundwa kwa maxima kuu na minima ya kuingiliwa. Hali ya muundo wa kuingiliwa kwa boriti nyingi.
14. Dhana ya diffraction ya wimbi. Kigezo cha wimbi na mipaka ya matumizi ya sheria za optics ya kijiometri. Kanuni ya Huygens-Fresnel.
15. Njia ya ukanda wa Fresnel na uthibitisho wa uenezi wa rectilinear wa mwanga.
16. Fresnel diffraction na shimo pande zote. Radii ya maeneo ya Fresnel ya mbele ya mawimbi ya duara na ndege.
17. Diffraction ya mwanga kwenye disk opaque. Uhesabuji wa eneo la kanda za Fresnel.
18. Tatizo la kuongeza amplitude ya wimbi wakati wa kupitia shimo la pande zote. Amplitude na sahani za ukanda wa awamu. Kuzingatia na sahani za kanda. Lenzi inayoangazia kama kipochi kikwazo cha bati la eneo la hatua ya hatua. Ugawaji wa eneo la lenzi.
Kwenye picha Ahuonyesha miale ya kawaida ambayo hupitia kiolesura cha hewa-Plexiglas na kuondoka kwenye bati la Plexiglas bila kukengeushwa inapopitia mipaka miwili kati ya Plexiglas na hewa. Kwenye picha b huonyesha mwale wa mwanga unaoingia kwenye bati la nusu duara kwa kawaida bila mkengeuko, lakini kutengeneza pembe y na ya kawaida katika ncha O ndani ya bamba la plexiglass. Wakati boriti inaacha katikati ya denser (plexiglass), kasi yake ya uenezi katika kati ya chini ya mnene (hewa) huongezeka. Kwa hiyo, ni refracted, na kufanya angle x kwa heshima na kawaida katika hewa, ambayo ni kubwa kuliko y.
Kulingana na ukweli kwamba n = dhambi (pembe ambayo boriti hufanya na kawaida katika hewa) / dhambi (pembe ambayo boriti hufanya na kawaida katika kati), plexiglass n n = sin x/sin y. Ikiwa vipimo vingi vya x na y vinafanywa, index ya refractive ya plexiglass inaweza kuhesabiwa kwa wastani wa matokeo kwa kila jozi ya maadili. Angle y inaweza kuongezwa kwa kusogeza chanzo cha mwanga katika safu ya duara inayozingatia uhakika O.
Athari ya hii ni kuongeza angle x mpaka nafasi iliyoonyeshwa kwenye takwimu ifikiwe V, yaani hadi x inakuwa sawa na 90 o. Ni wazi kuwa pembe x haiwezi kuwa kubwa zaidi. Pembe ambayo ray sasa hufanya na kawaida ndani ya plexiglass inaitwa pembe muhimu au yenye kikomo na(hii ni angle ya matukio kwenye mpaka kutoka katikati ya denser hadi chini ya mnene, wakati angle ya refraction katika kati ya chini mnene ni 90 °).
Boriti dhaifu iliyoakisiwa kawaida huzingatiwa, kama vile boriti inayong'aa ambayo inarudishwa kwenye ukingo wa moja kwa moja wa sahani. Haya ni matokeo ya tafakari ya ndani ya sehemu. Kumbuka pia kwamba wakati mwanga mweupe unatumiwa, mwanga unaoonekana kwenye makali ya moja kwa moja hugawanywa katika rangi za wigo. Ikiwa chanzo cha mwanga kinahamishwa zaidi karibu na arc, kama kwenye takwimu G, ili mimi ndani ya plexiglass inakuwa kubwa kuliko angle muhimu c na refraction haitokei kwenye mpaka wa vyombo vya habari viwili. Badala yake, boriti hupata tafakari ya jumla ya ndani kwa pembe r kwa heshima na kawaida, ambapo r = i.
Ili kutokea tafakari ya ndani ya jumla, pembe ya matukio ni lazima ipimwe ndani ya wastani mzito (plexiglass) na lazima iwe kubwa kuliko pembe muhimu c. Kumbuka kuwa sheria ya kuakisi pia ni halali kwa pembe zote za matukio kubwa kuliko pembe muhimu.
Pembe muhimu ya almasi ni 24°38 tu." "Mwako" wake kwa hiyo unategemea urahisi wa kutafakari kwa ndani kwa jumla nyingi hutokea wakati inapoangazwa na mwanga, ambayo inategemea kwa kiasi kikubwa kukata kwa ujuzi na polishing ambayo huongeza athari hii. Hapo awali ilikuwa imedhamiriwa kwamba n = 1 / dhambi c, hivyo kipimo sahihi cha angle muhimu c kitaamua n.
Utafiti wa 1. Amua n kwa plexiglass kwa kutafuta pembe muhimu
Weka kipande cha nusu duara cha plexiglass katikati ya kipande kikubwa cha karatasi nyeupe na ufuatilie kwa makini muhtasari wake. Pata katikati O ya makali ya moja kwa moja ya sahani. Kwa kutumia protractor, jenga NO perpendicular ya kawaida kwa makali haya ya moja kwa moja kwenye hatua O. Weka sahani tena katika muhtasari wake. Sogeza chanzo cha mwanga kuzunguka safu hadi kushoto ya HAPANA, wakati wote ukielekeza miale ya tukio kuelekeza O. Wakati miale iliyorudiwa inapoenda kwenye ukingo ulionyooka, kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro, weka alama kwenye njia ya miale ya tukio kwa pointi tatu. P 1, P 2, na P3.
Ondoa sahani kwa muda na uunganishe pointi hizi tatu kwa mstari wa moja kwa moja ambao unapaswa kupitia O. Kwa kutumia protractor, pima pembe muhimu c kati ya miale ya tukio inayotolewa na ya kawaida. Weka bati kwa uangalifu tena katika muhtasari wake na urudie yale yaliyofanywa hapo awali, lakini wakati huu sogeza chanzo cha mwanga kuzunguka safu hadi kulia ya HAPANA, ukiendelea kuelekeza boriti kuelekeza O. Rekodi thamani mbili zilizopimwa za c kwenye safu jedwali la matokeo na kuamua thamani ya wastani ya pembe muhimu c. Kisha tambua index ya refractive n n kwa plexiglass kwa kutumia formula n n = 1 /sin s.
Kifaa cha Utafiti wa 1 kinaweza pia kutumika kuonyesha kwamba kwa miale ya mwanga inayoenea katika eneo mnene zaidi (Plexiglas) na tukio kwenye kiolesura cha Plexiglas-hewa katika pembe kubwa kuliko pembe muhimu c, angle ya matukio i ni sawa na pembe. tafakari r.
Somo la 2. Angalia sheria ya kuakisi mwanga kwa pembe za matukio kubwa kuliko pembe muhimu
Weka sahani ya plexiglass ya nusu ya mviringo kwenye kipande kikubwa cha karatasi nyeupe na ufuatilie kwa makini muhtasari wake. Kama ilivyo katika kesi ya kwanza, pata katikati O na ujenge NO ya kawaida. Kwa plexiglass, angle muhimu c = 42 °, kwa hiyo, pembe za matukio i> 42 ° ni kubwa zaidi kuliko angle muhimu. Kwa kutumia protractor, jenga miale kwenye pembe za 45°, 50°, 60°, 70° na 80° hadi NO ya kawaida.
Weka kwa uangalifu bati la plexiglass kwenye muhtasari wake na uelekeze mwale wa mwanga kutoka chanzo cha mwanga kando ya mstari wa 45°. Boriti itaenda kwa uhakika O, itaonyeshwa na kuonekana kwenye upande wa arcuate wa sahani upande wa pili wa kawaida. Weka alama tatu P 1, P 2 na P 3 kwenye ray iliyoakisiwa. Ondoa sahani kwa muda na uunganishe pointi tatu na mstari wa moja kwa moja ambao unapaswa kupitia hatua O.
Kwa kutumia protractor, pima pembe ya kuakisi r kati na miale iliyoakisiwa, ukirekodi matokeo kwenye jedwali. Weka kwa makini sahani katika muhtasari wake na kurudia kwa pembe za 50 °, 60 °, 70 ° na 80 ° kwa kawaida. Rekodi thamani ya r katika nafasi inayofaa kwenye jedwali la matokeo. Panga grafu ya pembe ya kuakisi r dhidi ya pembe ya matukio i. Grafu ya mstari wa moja kwa moja inayochorwa juu ya safu ya pembe za matukio kutoka 45° hadi 80° itatosha kuonyesha kwamba pembe i ni sawa na pembe r.