انعكاس تام

لن يعبر أي شعاع إذا كانت ${\displaystyle n_{2}=90}$ درجة.

بمعرفة الزاوية الحرجة يمكن من معرفة متى يمكن أن ينعكس الشعاع الساقط بشكل تام. و لحساب الزاوية الحرجة ينبغي معرفة معامل الانكسار لكل وسط. و من ثم التعويض في قانون ابن سهل (المعروف حاليا بقانون سنل).

${\displaystyle n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\ }$

و بما أننا بصدد حساب الزاوية الحرجة, فسوف نبحث عن قيمة ${\displaystyle \theta _{2}}$ التي تحقق انعكاسا تاما للشعاع الساقط. من الرسمة يتضح أن ${\displaystyle \theta _{1}}$ يجب أن تساوي 90° درجة لكي يحدث ارتداد كلي للشعاع.

إذن بجعل ${\displaystyle \theta _{1}}$ = 90 ° و التعويض في القانون يمكن حساب الزاوية الحرجة ${\displaystyle \theta _{c}}$.

${\displaystyle \theta _{c}=sin^{-1}{\frac {n_{2}}{n_{1}}}}$

إذن فمقدار زاوية السقوط ${\displaystyle \theta _{i}}$ الذي يسبب انعكاسا تاما هو.

${\displaystyle \theta _{c}}$ <${\displaystyle \theta _{i}}$ <90°

لاحظ أن ${\displaystyle n_{2}}$ لابد أن تكون أصغر من أو تساوي ${\displaystyle n_{1}}$ و الا تعارض الأمر مع تعريف جيب الزاوية.

مثال

انعكاس تام بين الزجاج و الهواء

إذا سقط شعاع من وسط زجاجي ذي معامل انكسار يبلغ 1.5 إلى الهواء ذي معامل انكسار يساوي 1 فإن الزاوية الحرجة تساوي .

${\displaystyle \theta _{c}=sin^{-1}{\frac {1}{1.5}}=41.8^{o}}$

تصوير لمبدأ عمل الألياف الضوئية

أبرز تطبيقات ظاهرة الانعكاس التام هي الألياف الضوئية. حيث يتم بعث حزمة ضوئية محملة بالبيانات عبر الليف الضوئي بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة الخاصة به, فلا تنفك ترتد ارتدادا كليا حتى تبلغ هدفها.

• بوابة بصريات
• بوابة تاريخ العلوم
• بوابة الفيزياء