Peegeldus vs täielik sisepeegeldus
Peegeldus ja täielik sisepeegeldus on lainete väga olulised füüsikalised omadused. Üldiselt, kui laine tabab objekti, nimetatakse sellest tulenevat laine suuna muutust peegeldumiseks. Kõige olulisem ja tuntuim fakt peegelduse kohta on võime näha objekte, kui valguskiired peegelduvad objektilt silma. Tegelikult räägitakse sisemisest täielikust peegeldusest enamasti valguse peegelduse all. Lainepeegeldusel ja täielikul sisepeegeldusel on palju tehnilisi kasutusviise, näiteks ultrahelitehnoloogia ja sonaritehnoloogia ning kiudoptika. Kuna see on lainemehaanika lai valdkond, käsitleme selles arutelus peamiselt valguse peegeldust ja täielikku sisemist peegeldust ning valguse peegeldusseadusi.
Peegeldus
Nagu mainitud, nimetatakse laine suuna muutumist, kui see tabab mis tahes takistust, peegelduseks. Kui see kehtib valguskiirte suhtes, tekib peegeldus, kui valgus lööb vastu läikivaid poleeritud pindu (peegeldav kandja). Peegeldus läbib kaks lihtsat geomeetrilist reeglit; langev kiir, normaal- ja peegeldunud kiir asuvad kõik samal tasapinnal ja langemisnurk on võrdne peegeldusnurgaga. Siin on langev kiir defineeritud kui pinnale lähenev kiir. Juhtumipunkt on koht, kus langev kiir pinda tabab. Normaalne on langemispunktis pinnaga risti tõmmatud joon. Peegeldunud kiir on langeva kiire osa, mis langeb pinn alt langemispunktis. Valguse peegeldusi on kahte tüüpi, mida nimetatakse peegeldumiseks ja hajuspeegelduseks. Spekulaarne peegeldus tekib siis, kui langevad paralleelsed kiired löövad vastu paralleelselt peegeldavale siledale pinnale, ja hajus peegeldus tekib siis, kui paralleelsed langevad kiired löövad vastu kareda pinna, mis peegeldub ebaühtlaste tasandite tõttu ebaühtlaselt kõikides suundades.
Täielik sisepeegeldus
Kui ja ainult siis, kui valguskiired liiguvad läbi tihedama keskkonna kergemasse keskkonda või teisisõnu läbi kõrge murdumisnäitaja (n1) keskmise murdumisnäitajaga (n2) keskkonda (n1 >) n2) ja langev nurk on suurem kui kriitiline nurk, annab tulemuseks langeva kiire täieliku peegelduse ilma kergemasse keskkonda läbimata. Siin on kriitiline nurk defineeritud kui langemisnurk, mis moodustab murdumisnurga 90 kraadi. Seda kontseptsiooni kasutatakse fiiberoptikas, et jõuda lühikese aja jooksul infoni ja saada eredaid sädelevaid teemante, lõigatakse selle nähtuse kasutamiseks.
Mis vahe on peegeldusel ja täielikul sisemisel peegeldusel?
· Peegeldus ja täielik sisepeegeldus on lainete füüsikalised omadused. Peegeldus toimub igasugustes lainetes, kuid täielik sisepeegeldus toimub ainult valguskiirte korral.
· Täielik sisepeegeldus tekib siis, kui valgus liigub läbi tihedama keskkonna kergemasse keskkonda. Kuid järelemõtlemiseks sellist piirangut arvesse võtta ei ole.
· Laine peegeldumisel tekivad nii peegeldus- kui ka murdumislained (läbivad teist keskkonda). Kuid täielikus sisemises peegelduses toimub ainult peegelduskiir.
· Kogu sisepeegelduses on langeva ja peegeldunud kiire energia võrdsed. Kui aga mõelda, siis mitte.
