内部反射は、多くの場合、光線または光線が密度の高い媒体から希薄または光学的に密度の低い媒体に移動するときに発生します。
このような現象では、2 つのことが起こります。入射光の一部は、同じ媒体に反射されます。対照的に、別の部分は別の媒体に屈折します。
入射光線の入射角が臨界角よりも大きい場合、この現象は全反射として知られています。
例による全内反射の説明
光線が光学密度の高い媒質から光学密度の低い媒質に移動すると、光線は法線から離れて曲がります。この動作により、屈折角が入射角よりも大きくなります。
全反射について説明する例を挙げてみましょう 詳細に。水と空気を、光の屈折が起こる 2 つの媒体と考えてください。水を媒質 1、空気を媒質 2 とします。次に、臨界角の計算方法を見ていきます。
臨界角の公式
スネルの法則を使用して臨界角の値を見つけることができます:
n1n2=sin(r)sin(i)
どこで、
r は屈折角で、90°です
i は入射角です
n1 は第 1 媒質 (水) の屈折率です
n2 は 2 番目の媒質（空気）の屈折率です
正弦形式の臨界角の式は次のとおりです:
sin() =n2n1
臨界角の公式形式は次のように定義できます:
臨界角の正弦は、第１の媒体の屈折率に対する第２の媒体の屈折率の比に等しい。
総内省の必要条件
全反射が発生するには、光が以下の 2 つの条件を満たす必要があります。
<オール>総内省とその応用
全反射 のいくつかの重要なアプリケーション
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ダイヤモンド
ダイヤモンドは、その幻想的な輝きと魅力的な外観で有名です。
ダイヤモンドの輝きは、全反射という現象によるものです。 ダイヤモンドに入射する光線は、複数の内部反射と輝きを受けます。ダイヤモンドのカットは、この光沢を高める役割を果たします。
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蜃気楼
蜃気楼は、全反射に基づく目の錯覚の概念です .この光学現象は、夏の暑い日に観察できます。この現象により、地上近くの空気は高地よりも熱くなります。
熱い空気は屈折率が小さくて密度が低くなりますが、冷たい空気は屈折率が大きくて密度が高くなります。したがって、高さの増加とともに、光学密度も増加します。
光線がより密度の高い物体を通過するとき、光は法線から離れて曲がり、内部全反射を受けます。
そのため、晴れた暑い日に歩いたり車を運転したりすると、目に入る光が地面から発していることに気付くことがあります。その結果、水中の背の高い物体が反転したイメージになり、この現象は蜃気楼として知られています。
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光ファイバー
全反射のもう 1 つの重要な用途 光ファイバーのコンセプトです。この場合、光線がクラッドに当たると、全反射 発生します。ここで、形成される角度は常に臨界角より大きくなります。
クラッド材料の屈折率はコア材料の屈折率よりも低い。光ビームが光ファイバーの一方の端から別の端に特定の角度で移動すると、
これらのファイバーは、電気信号を送受信できます。これらの電気信号は、トランスデューサの助けを借りて光に変換できます。
光ファイバーを使用する別の機器はライトパイプです。これらの機器は、医師やその他の医療専門家が人体の内臓を検査するのに役立ちます。
光ビームがある媒体から異なる屈折率を持つ別の媒体に移動すると、光ビームはその経路から偏向します。これは光の屈折と呼ばれます。この屈折は、2 つの媒体の接合点で発生します。
屈折中、光線は法線から離れて曲がり、屈折角が大きくなります。特定の入射角で、入射光線は透明な表面に沿ってまっすぐ通過します。この特定の入射角は、C で示される臨界角と呼ばれ、常に 90° です。
臨界角が入射角より小さいイベントもいくつかあります。このような場合、光は同じ媒質内で全反射します。この現象は全反射として知られています。 光ファイバーの使用
結論
