Erinevus lehekülje "Täielik sisepeegeldus" redaktsioonide vahel

Mine navigeerimisribale Mine otsikasti
P
optimiseerima > optimeerima; teemant : teemandi : teemanti
(algus varasemast redaktsioonist)
P (optimiseerima > optimeerima; teemant : teemandi : teemanti)
 
[[Pilt:Interne Reflexion (Schema).svg|pisi|400px| Valguskiirte peegeldumine ja [[valguse murdumine|murdumine]] [[optika|optiliselt]] tihedamast keskkonnast (n<sub>1</sub>) hõredamasse keskkonda (n<sub>2</sub>). <br> *Kui valguskiire langemisnurk θ<sub>3</sub> on suurem kui [[täieliku peegeldumise piirnurk]] θ<sub>c</sub>, leiab aset täielik peegeldumine (punased kiired). <br> *Kui valguskiire langemisnurk on täieliku peegeldumise piirnurgaga võrdne, kulgeb kiir küll piki keskkondade lahutuspinda (murdumisnurk θ<sub>2</sub> 90°), kuid peegeldub siiski täielikult (kollased kiired). <br> *Piirnurgast väiksema nurga θ<sub>1</sub> all langev valgus osaliselt murdub ja osaliselt peegeldub (joonisel pole peegelduvat osa näidatud)]]
 
'''Täielik sisepeegeldus''' (lühemalt ''täielik peegeldus'') on [[valgus]]e [[peegeldumine]] kahe läbipaistva keskkonna lahutuspinnal, kui valguskiir kulgeb optiliselt tihedamast keskkonnast hõredamasse keskkonda (näiteks veest või klaasist õhku) ja seejuures on valguskiire langemisnurk suurem kui [[täieliku peegeldumise piirnurk]] või sellega võrdne.
 
Kui laine [[murdumisnäitaja]] on madalam teisel pool lahutuspinda ja langemisnurk on suurem piirnurgast, siis laine ei pääse läbi ning on täielikult peegeldunud. Piirnurgast suurema langemisnurgaga kiired läbivad täieliku sisepeegelduse. See on väga tavaline nähtus optikas, kus see on valguslainetega seotud, kuid nähtus esineb ka teistesmuud lainetüüpidestüüpi nagulainetes, näiteks [[elektromagnetlaine|elektromagnetlainetes]]d ja [[helilaine|helilainetes]]d. Kui laine jõuab keskkondade lahutuspinnale, millel on erinevad murdumisnäitajad, siis [[laine]] tavaliselt osaliselt murdub ning osaliselt peegeldub tagasi. Kui aga langemisnurk on suurem (laine liikumissuund on peaaegu paralleelne keskkondade lahutuspinnaga) piirnurgast, siis kogu laine peegeldub täielikult tagasi. See saab siiski toimuda vaid siis kui laine levib keskkonnast, millel on suurem murdumisnäitaja <math>\mathbf{n_1}</math> keskkonda, millel on väiksem murdumisnäitaja <math>\mathbf{n_2}</math>. Näiteks nähtus esineb kui valgus murdub õhust klaasi, kuid mitte klaasist õhku.
 
== Optiline seletus ==
<math>\theta_c = \theta_i = \arcsin \bigg( \frac{n_2}{n_1} \bigg )</math>
 
Kui langev kiir on täpselt piirnurgaga, siis peegeldunud kiir puutub keskkondade lahutuspinda. Näiteks kui nähtava valguse kiir levib [[akrüül]]ist (murdumisnäitaja on 1.,50) õhku (murdumisnäitaja on 1.,00), siis valem annaks piirnurgaks akrüülist õhku:
 
<math>\theta_c = \arcsin \bigg ( \frac{1.,00}{1.,50} \bigg ) = 41.,8^{\circ}</math>
 
[[Valgus]], mis langeb väiksema nurgaga kui <math>41,8^{\circ}</math> oleks seega osaliselt läbiv, kuid kui langemisnurk lahutuspinna normaali suhtes on suurem kui piirnurk, siis toimuks täielik sisepeegeldus.
 
Kui murd <math>n_2 / n_1</math> on suurem kui 1, siis <math>\arcsin</math> pole defineeritud - täieliku sisepeegeldumist ei toimu isegi väga suurte nurkadega. Seega piirnurk on ainult siis defineeritud, kui kehtib seos <math>n_2 / n_1 \leq 1</math>
 
== Kasutusalad ==
Täieliku sisepeegeldumine on optiliste kaablite tööpõhimõte. Optilisi kaableid kasutatakse näiteks [[endoskoop]]ides ja valguskaablites (telekommunikatsioon)<ref>Boundless (2016-05-26). "Total Internal Reflection and Fiber Optics". Boundless.</ref>.
 
Täielikul sisepeegeldumisel töötavad automaatsed vihma sensoridvihmasensorid, mis kontrollivad kojamehi sõidukitel.
 
Valguse ruumiline filtreerimine on samuti täieliku sisepeegeldamise tõttu võimalik.<ref>Moreno, Ivan; J. Jesus Araiza; Maximino Avendano-Alejo (2005). "Thin-film spatial filters" (PDF). Optics Letters. 30 (8): 914–916. Bibcode:2005OptL...30..914M. doi:10.1364/OL.30.000914. PMID 15865397.</ref>
Binoklites olevad prismad kasutavad peegelduvate katete asemel just täieliku sisepeegeldust selleks, et murda optilisi teekondi ning näidata püstist pilti.
 
Optilised sõrmejäljelugejadsõrmejäljelugerid kasutavad täieliku sisepeegeldumist, et salvestada digitaalselt inimese sõrmejälg ning seda ilma tinti kasutamata.
 
== Näiteid igapäevaelust ==
 
Täieliku sisepeegeldust on hästi näha õhu ja vee piiril. Kui rahulikus veekogus ujudes avada veepiiri all silmad, siis altpoolt vaadates on kogu veepind justkui peegel. (Seda välja arvatud ujuja pea kohal nn. Snelli aknas).
 
[[Teemant]], mida kasutatakse ehetes, on tihtipeale selliselt lihvitud nii, et püüda võimalikult palju valgust selliselt, nii et tekiks täielik sisepeegeldus just teemantiteemandi tagaküljel<ref>Total Internal Reflection: Diamonds & Fiber Optics". laser.physics.sunysb.edu. Retrieved 2017-09-04</ref>. TeemantilTeemandil on tavalisest suurem [[murdumisnäitaja]] ning see annab väikese piirnurga, mis lubab peaaegu kogu valguse, mis siseneb teemantisseteemanti, ka tagasi peegeldada. SelliseltNii optimiseeritakseoptimeeritakse teemantiteemandi lõikamist ning toodetakse briljante.
 
== Viited ==
111 964

muudatust

Navigeerimismenüü