Главная | Обратная связь

Явление полного внутреннего отражения

 

Отдельный интерес представляет случай, когда свет падает на границу из среды с большей оптической плотностью (n₁ > n₂), рис. 5. В этом случае если мы будем увеличивать угол падения i, то при некотором угле падения – критическом угле или угле полного внутреннего отражения (i_ПВО) преломленный луч начнет скользить по границе раздела сред (r=90°). В соответствии с (2) этот угол будет определяться соотношением:

 

r = arcsin n₂/n₁. (3)

 

Значения угла полного внутреннего для некоторых сред приведены в таблице.

При углах больше критического происходит полное отражение энергии. Так, например, при отражении от самого хорошего зеркала теряется около 4% энергии.

 

n1 iПВО   n2

Таблица

 

Материал	n	iПВО, °
Вода	1,33
Стекло	1,5
Кварц	1,7

 

 

Рис. 5.

 

Это явление широко используется в технике.

1. Оборотная призма. Ход луча в оборотной призме приведен на рис. 6 а.

 

б

а

 

в

 

Рис. 6. Оборотная призма: а – ход луча в призме, б – применение оборотной призмы в бинокле

 

На грань а оба раза луч падает по нормали и проходит не преломляясь. На грани б и в луч падает под углом 45°, что для стекла и кварца больше критического угла и там происходит полное внутреннее отражение. Т. о. луч меняет свое направление на противоположное.

Применение призмы в бинокле показано на рис. 6, б.

2. Поворотная призма. Ход луча в поворотной призме приведен на рис. 7.

 

а б

 

 

в

 

 

Рис. 7. Поворотная призма: а – ход луча в призме, б – применение поворотной призмы в перископе

 

На грани а и в лучи падают по нормали и проходят не преломляясь. На грань б луч падает под углом 45°, там происходит полное внутреннее отражение и луч поворачивается на 90°. Применение призмы в перископе показано на рис. 6, б.

Необходимо отметить широкое применение волоконной оптики, основанной на явлении полного внутреннего отражения.

 

 

Лекция 2