Alger innri endurkast

Tvö skilyrði þurfa að vera uppfyllt

Ljósið verður að fara frá hærri brotstuðli til lægri, þannig að n₁>n₂, og innfallshornið frá þverlinu verður að vera stærra en markhornið.

Stórt horn eitt og sér nægir því ekki. Ljós sem kemur úr lofti inn í gler getur ekki orðið fyrir algeru innra endurkasti við það skil, því stefna breytingarinnar á brotstuðli er röng.

Markhornið fæst beint úr lögmáli Snells

Við markhornið liggur brotni geislinn eftir skilfletinum og θ₂=90°. Þá fæst sin θc=n₂/n₁ fyrir n₁>n₂.

Fyrir gler n₁=1,50 og loft n₂=1,00 er θc≈41,8°. Innfall 50° gefur því algert innra endurkast en 30° ekki.

Endurkastaði geislinn fylgir venjulegu endurkastslögmáli

Endurkastshorn er jafnt innfallshorni. Orðið „algert“ vísar til þess að enginn útbreiðandi geisli fer yfir skilflötinn í hinu hugsjónaða taplausa líkani.

Deyfandi rafsegulsvið getur samt náð örstutt inn í efnið hinum megin. Það er ekki sami hlutur og venjulegur brotinn geisli í rúmfræðilegri ljósfræði.

Ljósleiðarar nýta brotstuðulsmun

Kjarni ljósleiðara hefur örlítið hærri brotstuðul en hjúpurinn. Ljós sem er tengt inn með réttri rúmfræði hittir mörkin með horni yfir θc og helst leitt.

Raunverulegur ljósleiðari styður rafsegulbylgjuhami fremur en bókstaflega sikksakk-geisla, en geislamyndin sýnir skýrt hvers vegna brotstuðulsmunurinn skiptir máli.

Horn eru mæld frá þverlinu

Í lögmáli Snells er horn mælt frá línu hornréttri á skilflötinn, ekki frá sjálfum fletinum. Geisli nær samsíða fletinum hefur því stórt innfallshorn.

Ef n₂ hækkar miðað við n₁ hækkar markhornið. Hönnun ljósleiðara stjórnar því brotstuðlum, kjarna og bylgjulengd til að ákvarða hvaða hamir geta ferðast.

Leyst dæmi

1. Gler og loft

n₁=1,50, n₂=1,00. Finndu θc.

2. Loft í gler

Getur algert innra endurkast orðið þegar ljósið fer úr lofti í gler?

3. Gler og vatn

n₁=1,50, n₂=1,33. Berðu 70° saman við θc.