Total intern Reflexioun
Total intern Reflexioun ass de Grenzfall vun der Brechung, wann d’Liicht aus engem Medium mat méi héijem Brechungsindex an ee mat méi nidderegem Index erausgeet. Iwwer engem kriteschen Afallswénkel erlaabt dem Snell säi Gesetz kee propagéierende gebrachene Stral méi.
Déi zwou Bedéngunge fir total intern Reflexioun
Kritesche Wénkel aus dem Snell-Gesetz
sin θc = n₂/n₁ fir n₁ > n₂.
Beim kritesche Wénkel mécht de gebrachene Stral 90° mat der Normaler a leeft laanscht d’Grenzfläch. Dofir huet sin θc = n₂/n₁ nëmme Sënn als kritesche Wénkel, wann n₁ > n₂. Fir θ > θc kënnt et zu totaler interner Reflexioun.
Explorer fir de kritesche Wénkel
D’Reflexioun bleift normal Reflexioun
De reflektéierte Stral erfëllt dat üblecht Reflexiounsgesetz: Reflexiounswénkel an Afallswénkel si gläich. “Total” bedeit, datt et am ideale verlustfräie Modell kee propagéierenden iwwerdroene Stral gëtt. Direkt hannert der Grenzfläch bleift awer en evaneszent elektromagnéitescht Feld, dat séier ofhëlt.
Optesch Faseren
De Kär vun enger optescher Faser huet e méi héije Brechungsindex wéi d’Mantelmaterial. Stralen, déi an engem passende Wénkelberäich agekoppelt ginn, treffen d’Kär–Mantel-Grenz iwwer θc a bleiwen gefouert. Real Fasere droen elektromagnéitesch Modi an net wuertwiertlech Zickzack-Stralen, mee de Stralemodell erkläert d’Roll vum Indexkontrast gutt.
De kritesche Wénkel gëtt net vun der Uewerfläch aus gemooss
Wéi ëmmer beim Snell-Gesetz gëtt θc vun der Normaler aus gemooss. E Stral, dee bal parallel zur Grenzfläch leeft, huet also e groussen Afallswénkel. θc hänkt vu béide Materialien of; an enger Faser bestëmmen Indexkontrast, Kärgréisst a Wellelängt zesummen, wéi eng Modi propagéiere kënnen.
Geléist Beispiller
1. Kritesche Wénkel vu Glas op Loft
Léisung
sin θc = 1,00/1,50. Also θc ≈ 41,8°.
2. Kann et vu Loft op Glas total Reflexioun ginn?
Léisung
Nee. Total intern Reflexioun verlaangt, datt dat afalend Medium de méi héije Brechungsindex huet.
3. En Afallswénkel klasséieren
Léisung
Fir n₁ = 1,60 an n₂ = 1,20 ass θc = sin⁻¹(1,20/1,60) ≈ 48,6°. Well 55° > 48,6°, gëtt et total intern Reflexioun.