من تطبيقات الانعكاس الكلي، ظاهرة انعكاس الضوء وانتشاره وانكساره في الوسائط ذات الكثافات المختلفة أحد أقسام العلوم الفيزيائية المعطاة لطلاب المرحلة الإعدادية، وظاهرة الانعكاس الكلي أو الكلي من أهمها ظواهر كثيرة لها تطبيقات في العديد من مجالات حياتنا العملية. بعض استخدامات TIR مذكورة أدناه.
جدول المحتويات
مفهوم الانعكاس الكلي
هو الانعكاس الكامل لشعاع الضوء في وسط مثل الماء أو الزجاج من الأسطح الأخرى على الوسط المحدد، وتحدث ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي عندما تكون زاوية سقوط الشعاع أكبر من زاوية معينة تسمى الزاوية الحرجة. تحدث الزاوية والانعكاس الكلي عادةً عند الحد الفاصل بين وسيطين شفافين عندما تنتقل الحزمة الضوئية من وسيط ذي معامل انكسار أعلى إلى وسيط بمؤشر انكسار أقل بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة، بالنسبة للماء والهواء الزاوية هي 48.5 درجة وزاوية الخروج أو زاوية الانعكاس الكلي تعتمد على مؤشرات الانكسار، والتي بدورها تتعلق بطول موجة شعاع الضوء الساقط، أي لون شعاع الضوء، وإذا سقط شعاع الضوء بزاوية أصغر من الزاوية الحرجة، ينكسر وينعكس بنسب مختلفة.[1]
شاهد أيضاً لماذا تم طلاء السطح الداخلي للمناظير والكاميرات باللون الأسود
من التطبيقات للتفكير الكلي
كما ذكرنا سابقًا، فإن ظاهرة النعاس الكلي لها العديد من التطبيقات المهمة في الحياة العملية، بما في ذلك الملاحظات والمظاهر الطبيعية التي يمكن ملاحظتها عندما ينتقل ضوء الشمس بين الوسائط المختلفة، وتطبيقات الانعكاس الكلي هي
- الألياف الضوئية تستخدم لنقل الإشارات الضوئية بسرعة كبيرة، حيث أن محيط الألياف مصنوع من مادة ذات معامل انكسار أقل من اللب الداخلي للألياف، مما يمنع تشتت الإشارة وفقدانها ويمنع انتقالها إلى الداخل. يساهم بجودة عالية.
- ظاهرة السراب عندما ينتقل الضوء عبر طبقات من الهواء بكثافات مختلفة.
- ظاهرة قوس قزح عندما ينتقل ضوء الشمس عبر طبقات من الهواء مع قطرات بخار الماء بعد المطر.
- يستخدم المنشور الزجاجي بشكل أساسي لتوضيح ظاهرة الانعكاس الداخلي الكلي.
ماذا يحدث عندما يسقط الضوء على المرآة
هذه هي الشرح طريقة التي تعمل بها الألياف الزجاجية
تعد الألياف الضوئية أحد التطبيقات الأساسية للانعكاس الداخلي الكلي وتستخدم على نطاق واسع في الاتصالات ونقل إشارات الهاتف والإنترنت والتلفزيون حيث تصنع الألياف الضوئية من البلاستيك أو الزجاج ولأن الألياف رقيقة، فإن الضوء الساقط يضرب كابل بصري بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة على السطح الداخلي ينعكس تمامًا، وتتكون الألياف من مادة ذات معامل انكسار أعلى من الوسط المحيط، وتكون الألياف مغطاة بمادة ذات قوة انكسار مناسبة و الألياف التي تحتوي على مواد ذات مؤشرات انكسار مختلفة، لذلك يمكن توجيه الضوء بشكل أكبر على طول الألياف الضوئية، بالإضافة إلى أن اللب محاط. تتكون الألياف الضوئية من مادة ذات معامل انكسار منخفض لمنع انتقال الإشارات الضوئية بين الألياف المؤثرة.[2]
يسمى انحراف الضوء عن مساره
استخدام الألياف الزجاجية
تُستخدم الألياف الضوئية لنقل الصور دون استخدام العدسات، مثل نقلها من العضو إلى كاميرا خارجية عبر الألياف الضوئية. تستخدم الألياف الضوئية أيضًا في العديد من التقنيات الجراحية مثل الجراحة المجهرية وكذلك في التشخيص والعلاج الطبي.من خلال الألياف الضوئية، يمكن الكشف عن الأعضاء التي يصعب الوصول إليها في الجسم مثل القلب والمفاصل والأوعية الدموية، حيث يمكن أن ينتقل شعاع الليزر لإزالة اللويحات المسدودة لفتح الشرايين الرئيسية.[2]
أخيرًا تم الإجابة على السؤال الخاص بتطبيقات الانعكاس الكلي وتم تحديد مصطلح الانكسار الكلي وشروطه، بالإضافة إلى تعريف زاوية الانعكاس الكلي والتي تسمى أيضًا الزاوية الحرجة، وكذلك تسمية أهم تطبيقات الانكسار الكلي. الانعكاس الكلي، مثل الأدلة الموجية الضوئية، ووظائفها في شرح تفصيلي وتسمية أهم تطبيقات كابلات الألياف الضوئية.
- ^ britannica.com، انعكاس داخلي كامل، 25.10.2024
- ^ دورات. lumenlearning.com، انعكاس داخلي كامل، 25.10.2024