Толық ішкі шағылу

Ереже: Толық ішкі шағылу n₁ > n₂ болғанда және i > iш шартында байқалады. Шекті бұрыш sin iш = n₂/n₁ арқылы анықталады; бұрыш нормальдан өлшенеді.

Қолдану: Екі шартты қатар тексеру қажет. Біріншісі шекті бұрыштың бар болуын қамтамасыз етеді, екіншісі Снелль теңдеуінің екінші ортада таралатын сәуле үшін мүмкін болмайтынын көрсетеді. Жай ғана «іштен түсті» деген сөз жеткіліксіз.

Қате нұсқалар: A) Бұл толық ішкі шағылуға кері жағдай. Кіші бұрышта жарықтың бір бөлігі екінші ортаға өте алады.

B) Бірдей көрсеткіштер үшін көлбеу сәуле шекарадан бағытын сақтап өтеді. Ішкі толық шағылу шарты туындамайды.

C) Кіші көрсеткіштен үлкенге өткенде сынған сәуле нормальға жақындайды. Бұл бағытта шекті бұрыш пен толық ішкі шағылу пайда болмайды.

D) Үлкеннен кіші көрсеткішке өту қажетті, бірақ жеткіліксіз шарт. Шекті бұрыштан төменде таралатын сынған сәуле бар. Ишара: Алдымен орталар көрсеткіштерінің ретін, содан кейін бұрышты тексер.

Ереже: Шекті жағдайда сынған сәуленің нормальмен бұрышы 90° болады. Снелль заңынан n₁sin iш = n₂, демек sin iш = n₂/n₁.

Қолдану: sin iш = 1,00/2,00 = 0,50, сондықтан iш = 30°. Толық ішкі шағылу 30°-тан үлкен түсу бұрыштарында болады. Шекті түсу бұрышы мен 90° сыну бұрышын ажырату керек.

Қате нұсқалар: A) 45° үшін sin iш = √2/2 болар еді. Бұл жерде көрсеткіштер қатынасы 1/2.

B) 60° — 30° шекті бұрыштың бетпен жасайтын толықтауышы. Сұрақ нормальдан өлшенетін бұрышты сұрайды.

D) n₁ > n₂ шарты орындалады. Сондықтан синусы 1/2 болатын физикалық шекті бұрыш бар.

E) 90° — шекті жағдайдағы сыну бұрышы. Түсу бұрышы одан өзгеше және көрсеткіштер қатынасынан табылады. Ишара: Кері синус алынатын қатынаста кіші n алымда тұрады.

Ереже: Толық ішкі шағылуды анықтау үшін үлкен көрсеткіштен кішіге өтуді және i > iш теңсіздігін тексереді. Жұтылусыз модельде жарық бірінші ортаға шағылып қалады.

Қолдану: 1,50 > 1,00 және 50° > 41,8°, екі шарт та орындалды. Снелль заңын формалды қолдансақ, sin r = 1,50sin50° ≈ 1,149 > 1; нақты таралатын сыну бұрышы болмайды.

Қате нұсқалар: A) Толық ішкі шағылуда энергия бірінші ортаға шағылады. Шартта жұтылу ескерілмейді, сондықтан оны жоғалған энергия деп түсіндіруге болмайды.

C) Үлкен n-нен кіші n-ге өту нормальға жақындау бермейді. Оның үстіне түсу бұрышы шекті мәннен үлкен.

D) Шекті жағдай i = 41,8° кезінде болады. 50° одан үлкен, сондықтан жай шекті сыну емес, толық ішкі шағылу орын алады.

E) Сыну бұрышы түсу бұрышына тек көрсеткіштер тең болғанда сәйкес келеді. Бұл жерде көрсеткіштер әртүрлі және таралатын сынған сәуле жоқ. Ишара: 50°-ты 90°-пен емес, берілген 41,8° шекті бұрышпен салыстыр.

Ереже: Толық ішкі шағылу тек көрсеткіші үлкен ортадан көрсеткіші кіші ортаға бағытталған сәулеге мүмкін. Қарама-қарсы бағытта Снелль заңы барлық қалыпты түсу бұрыштары үшін таралатын сынған сәуле береді.

Қолдану: Ауада n₁ = 1,00, суда n₂ = 1,33. Сондықтан sin r = sin i/1,33 әрқашан бірден кіші. Түсу бұрышын үлкейту толық ішкі шағылу шартын жасамайды, бірақ жай шағылған жарық үлесі өзгеруі мүмкін.

Қате нұсқалар: A) Су бетінен жартылай шағылу болуы мүмкін, бірақ ол барлық жағдайда толық ішкі шағылу дегенді білдірмейді.

B) Қорытындының себебі дұрыс емес. Су мөлдір орта ретінде берілген және онда жарық таралады; бөгет көрсеткіштердің ретіне байланысты.

C) Бұл сан су–ауа кері бағытының шекті бұрышына жуық. Оны ауа–су бағытына сол күйі қолдануға болмайды.

E) Берілген көрсеткіштер мен ауысу бағыты бұл шекті мәнді бермейді. Негізгі n₁ > n₂ шартының өзі орындалмайды. Ишара: Көрсеткіштерді сәуле жүретін ретімен жаз.

Ереже: Шекті бұрыштың анықтамасы — екінші ортадағы сыну бұрышы 90°-қа жететін түсу бұрышы. Бұл толық ішкі шағылуға өту шегін көрсетеді.

Қолдану: Нормальмен 90° жасайтын бағыт шекараға параллель. Сұрақ геометриялық шектік бағыт туралы; i > iш кезінде екінші ортаға таралатын кәдімгі сынған сәуле болмайды. Шекті және шектен асқан жағдайды бөлек қарастыру керек.

Қате нұсқалар: A) Бұл нормаль бойынша түсуге тән бағыт. Шекті жағдайда сыну бұрышы ең үлкен 90° мәніне жетеді.

B) 45° әмбебап шектік сыну бұрышы емес. Ол кейбір нақты материалдар үшін түсу бұрышы болуы мүмкін.

C) Бұл сынған сәуле бағыты емес. Шағылған сәуле бірінші ортада қалады, бірақ оның бұрышы да жалпы жағдайда нөл емес.

E) Шағылу бұрышы түсу бұрышына тең. Сыну бұрышы бұл шектік жағдайда 90° болады. Ишара: Нормальға тік бағыт шекараға қалай орналасатынын елестет.