Ichki qaytish

Ichki qaytish — toʻlqin tarqalish tezligi pastroq boʻlgan muhitdan tushishi sharti bilan, elektromagnit yoki tovush toʻlqinlarining ikki muhit orasidagi interfeysdan aks etishi hodisasi (yorugʻlik nurlari holatida bu yuqori sinishi indeksiga toʻgʻri keladi)

Toʻliq boʻlmagan ichki qaytish — tushish burchagi tanqidiy burchakdan kichik boʻlishi sharti bilan ichki aks ettirish. Bunday holda, nur singan va aks ettirilgan boʻlinadi.

Toʻliq ichki qaytish — bu tushish burchagi maʼlum bir kritik burchakdan oshib ketganda, ichki aks ettirishdir. Bunday holda, hodisa toʻlqini toʻliq aks etadi va aks ettirish koeffitsientining qiymati jilolangan yuzalar uchun eng yuqori qiymatlaridan oshadi. Umumiy ichki aks ettirish uchun koʻzgu koeffitsienti toʻlqin uzunligiga bogʻliq emas.

Optikada bu hodisa elektromagnit nurlanishning keng spektri, shu jumladan rentgen diapazoni uchun kuzatiladi.

Geometrik optikada bu hodisa Snell qonuni asosida tushuntiriladi. Sinishi burchagi 90° dan oshmasligini hisobga olsak, sinusi pastki sinishi koʻrsatkichining kattaroq koʻrsatkichga nisbatidan kattaroq boʻlgan tushish burchagida elektromagnit toʻlqin birinchi muhitda toʻliq aks etishi kerakligini olamiz.

\theta _{\rm {c}}=\arcsin \!\left({\frac {n_{2}}{n_{1}}}\right).

Burchak $\theta _{\rm {c}}$ umumiy ichki aks ettirish sodir boʻladigan eng kichik tushish burchagi. U cheklovchi yoki tanqidiy burchak deb ataladi. „Toʻliq aks ettirish burchagi“ nomi ham ishlatiladi.

Hodisaning toʻlqin nazariyasiga koʻra, elektromagnit toʻlqin baribir ikkinchi muhitga kiradi — u yerda „bir xil boʻlmagan toʻlqin“ tarqaladi, u eksponent ravishda parchalanadi va oʻzi bilan energiya olib yurmaydi. Bir hil boʻlmagan toʻlqinning ikkinchi muhitga kirishining xarakterli chuqurligi toʻlqin uzunligi tartibida.

Buzilgan toʻla ichki qaytish — bu nurlanishning bir qismini aks ettiruvchi vosita tomonidan yutilishi tufayli umumiy ichki aks ettirishning buzilishi hodisasi. Laboratoriya amaliyotida va optik sanoatda keng qoʻllanadi.

Misol

Ikki muhit orasidagi interfeysga tushgan ikkita monoxromatik nurlar misolidan foydalanib, ichki aks ettirishni koʻrib chiqing. Nurlar sindirish koʻrsatkichiga ega boʻlgan zichroq muhit zonasidan (toʻq koʻk rangda koʻrsatilgan) tushadi. $n_{1}$ sindirish koʻrsatkichi kamroq zichroq muhit (ochiq koʻk bilan koʻrsatilgan) bilan chegaraga $n_{2}$ .

Qizil nur burchak ostida tushadi $\Phi _{1}<\!\,\!\,\alpha _{c}=\!\,\Theta _{c}$ , yaʼni ommaviy axborot vositalarining chegarasida, u ikkiga boʻlinadi — u qisman sinadi va qisman aks etadi. Nurning bir qismi $\Phi _{2}$ burchak ostida sinadi.

Yashil nur tushdi va toʻliq aks etadi $\Theta >\!\,\alpha _{c}=\!\,\Theta _{c}$ .

Tabiat va texnologiyadagi toʻliq ichki aks ettirish

Fata morgana, yozgi jaziramada hoʻl yoʻlning illyuziyasi kabi sarob effektlari. Bu yerda koʻzgu turli haroratli havo qatlamlari orasidagi toʻliq aks etish tufayli paydo boʻladi.

Koʻpgina tabiiy kristallarning, xususan, qirrali qimmatbaho va yarim qimmatbaho toshlarning yorqin yorqinligi toʻliq ichki aks ettirish bilan izohlanadi, buning natijasida kristallga kirgan har bir nur koʻp miqdordagi yorqin nurlarni hosil qiladi. dispersiya natijasi.

Ularni boshqa qimmatbaho toshlardan ajratib turadigan olmosning yorqinligi ham ushbu hodisa bilan belgilanadi. Olmosning yuqori sinishi indeksi (n ≈ 2) tufayli yorugʻlik nurlari kamroq energiya yoʻqotadigan ichki koʻzgularning soni shisha va sinishi koʻrsatkichi past boʻlgan boshqa materiallarga nisbatan ham katta.

Agar siz suv ostidan suv yuzasiga qarasangiz, toʻliq ichki aks etishni kuzatishingiz mumkin: interfeysdagi maʼlum burchaklarda tashqi qism (havoda boʻlgan narsa) emas, balki ob’ektlarning koʻzgu aks etishi kuzatiladi, suv koʻrinadi.

Havo-suv chegarasida baliqlarning aks etishi.

Nurni ajratuvchi kub

Toʻgʻridan-toʻgʻri birinchi chegara sirtining orqasida, yaʼni yorugʻlik toʻlqin uzunligiga teng boʻlgan maksimal masofada, ikkinchi chegara yuzasi bir xil n₁ sinishi koʻrsatkichiga ega. Yorugʻlikning elektromagnit toʻlqini sindirish koʻrsatkichi n₂ boʻlgan chiziq orqali oʻtib, sinishi koʻrsatkichi n₁ boʻlgan, lekin energiya qiymati past boʻlgan ikkinchi chegara yuzasiga kiradi. Yorugʻlik nurining bifurkatsiyasi kuzatiladi, uning bir qismi sinishi koʻrsatkichi n₂ boʻlgan zonaga kirib boradi. Yakuniy natija shundaki, nur ikkiga boʻlinadi: bir qismi asl yoʻnalishda yanada tarqaladi, boshqa qismi esa aks etadi. n₂ muhitda intensivlikni yoʻqotish quyidagi formula boʻyicha eksponent ravishda oʻtadi:

I=I_{0}\cdot \exp \!\left(-{\frac {x}{\lambda }}\right).

Rentgen nurlarining aks etishi

Sinish indeksining umumiy formulasiga koʻra rentgen nurlanishi bilan:

n=1-\delta -i\beta .

Bundan kelib chiqadiki, vakuum har qanday moddaga qaraganda optik jihatdan zichroq muhitdir. Koeffitsient qiymatlari $\delta$ rentgen nurlarining oʻtishi oʻrtasidagi mintaqada yotadi $</10^{-6}$ Va $</10^{-5}$ va nurlanishning kvant energiyasiga, kristall panjara konstantalariga va moddaning zichligiga bogʻliq.

Kichkina tushish burchaklarida rentgen nurlarining tushish burchagi (th) ga teng burchakda aks etishi bilan sirpanish, sinishi effekti kuzatiladi. „Qattiq“ rentgen nurlari uchun yaylov burchaklari darajaning fraktsiyalari, „yumshoq“ uchun — taxminan 10-20 daraja.

Yaylovda rentgen nurlarining sinishi birinchi marta rentgen oynasini yaratgan M. A. Kumaxov tomonidan ishlab chiqilgan va 1923 yilda Artur Kompton tomonidan nazariy asoslangan.

Elastik toʻlqinlarning qattiq jismda aks etishi

Qattiq jismda uzunlamasına va koʻndalang toʻlqinlar bir vaqtning oʻzida mavjud boʻlgani sababli, ikkita muhit chegarasida aks etish toʻlqinlarning har bir turi uchun Snell qonuni bilan tavsiflanadi. Qonunga koʻra, bitta emas, uchta kritik burchak mavjud:

Birinchi kritik burchak: boʻylama toʻlqinning eng kichik tushish burchagi, bunda singan uzunlamasına toʻlqin ikkinchi muhitga kirmaydi (bosh toʻlqinining koʻrinishi).
Ikkinchi kritik burchak: boʻylama toʻlqinning eng kichik tushish burchagi, bunda singan koʻndalang toʻlqin ikkinchi muhitga kirmaydi (Rayleigh sirt toʻlqinining paydo boʻlishi).
Uchinchi kritik burchak: koʻndalang toʻlqinning eng kichik tushish burchagi, bunda hali ham aks ettirilgan uzunlamasına toʻlqin yoʻq.

Boshqa toʻlqin hodisalari

Sinishining namoyon boʻlishi va shuning uchun umumiy ichki aks ettirish taʼsiri, masalan, turli xil yopishqoqlik yoki zichlik zonalari oʻrtasida oʻtish paytida suyuqlikning yuzasida va asosiy qismidagi tovush toʻlqinlari uchun mumkin.

Sekin neytronlarning nurlari uchun elektromagnit nurlanishning umumiy ichki aks etishi taʼsiriga oʻxshash hodisalar kuzatiladi.

Agar vertikal qutblangan toʻlqin Brewster burchagida interfeysga tushsa, u holda toʻliq sinishi taʼsiri kuzatiladi — aks ettirilgan toʻlqin yoʻq boʻladi.

Manbalar

QuantumBoffin. Total Internal Reflection (angl.). youtube.com. youtube.com (13 yanvarya 2012). Data obraщeniya: 27 fevralya 2021. Arxivirovano 21 fevralya 2021 goda.
Zolotaryov V. M. Polnoe vnutrennee otrajenie // Fizicheskaya ensiklopediya / Gl. red. A. M. Proxorov. — M.: Bolshaya Rossiyskaya ensiklopediya, 1994. — T. 4. — S. 27. — 704 s. — 40 000 ekz. — ISBN 5-85270-087-8.
Narushennoe polnoe vnutrennee otrajenie — statya iz Fizicheskoy ensiklopedii

Havolalar

Ilmiy film „Toʻla ichki qaytish“