רפלקציה לעומת השתקפות פנימית כוללת
השתקפות והשתקפות פנימית כוללת הם תכונות פיזיקליות חשובות מאוד של גלים. באופן כללי, כאשר גל פוגע באובייקט, השינוי שנוצר בכיוון הגל נקרא השתקפות. העובדה החשובה והידועה ביותר לגבי ההשתקפות היא היכולת לראות עצמים כאשר קרני אור משתקפות מהאובייקט אל העין. למעשה, ההשתקפות הפנימית הכוללת נידונה בעיקר תחת השתקפות האור. ישנם שימושים טכניים רבים של השתקפות גלים והשתקפות פנימית מוחלטת כגון טכנולוגיית אולטרה סאונד וטכנולוגיית סונאר וסיבים אופטיים בהתאמה.מכיוון שזהו תחום רחב של מכניקת גלים, בדיון זה, אנו הולכים לדון בעיקר על השתקפות והחזרה פנימית כוללת של אור וחוקי השתקפות של אור בקצרה.
Reflection
כאמור, השינוי שנוצר בכיוון של גל כאשר הוא פוגע בכל מכשול נקרא השתקפות. כאשר הוא חל על קרני אור, השתקפות מתרחשת כאשר אור פוגע במשטחים מלוטשים מבריקים (מדיה רפלקטיבית). ההשתקפות עוברת שני כללים גיאומטריים פשוטים; הקרן הנכנסת, הרגילה והקרן המוחזרת נמצאים כולם באותו מישור וזווית הפגיעה שווה לזווית ההשתקפות. כאן קרן תקרית מוגדרת כקרן המתקרבת אל פני השטח. נקודת האירוע היא המקום בו פוגעת הקרן התקרית על פני השטח. הנורמלי הוא הקו המצויר בניצב לפני השטח בנקודת הפגיעה. הקרן המוחזרת היא החלק של קרן ההתרחשות שעוזבת את פני השטח בנקודת הפגיעה.ישנם שני סוגים של החזרי אור, הנקראים השתקפות ספקקולרית והשתקפות מפוזרת. השתקפות ספקקולרית מתרחשת כאשר קרני תקלות מקבילות פוגעות במשטח חלק המשקף מקביל, והשתקפות מפוזרת מתרחשת כאשר הקרניים המקבילות פוגעות במשטח מחוספס המשקף באופן לא סדיר לכל הכיוונים עקב המישורים הלא אחידים על פני השטח.
השתקפות פנימית כוללת
אם ורק כאשר, קרני האור עוברות דרך תווך צפוף יותר למדיום קל יותר, או במילים אחרות, דרך מדיום עם מקדם שבירה גבוה (n1) עד בינוני מקדם שבירה נמוך (n2) (n1 > n2) וזווית הפגיעה גדולה מהזווית הקריטית, מביאה להחזרה כוללת של הקרן הפוגעת מבלי לעבור למדיום הקל יותר. כאן זווית קריטית מוגדרת כזווית האירוע, מה שיוצר זווית שבירה של 90 מעלות. מושג זה משמש בסיבים אופטיים כדי להגיע למידע בפרק זמן קצר וכדי לקבל יהלומים נוצצים, נחתכים על מנת להשתמש בתופעה זו.
מה ההבדל בין Reflection לבין Total Intern Reflection?
· השתקפות והשתקפות פנימית מוחלטת הן תכונות פיזיקליות של גלים. השתקפות מתרחשת בכל סוגי הגלים, אבל השתקפות פנימית מוחלטת מתרחשת רק עם קרני אור.
· השתקפות פנימית כוללת מתרחשת כאשר האור עובר דרך המדיום צפוף יותר למדיום הקל יותר. אבל לשם השתקפות, אין הגבלה כזו לשקול.
· בהשתקפות של גל מתרחשים גלים גם השתקפות וגם שבירה (עוברים דרך המדיום השני). אבל בהשתקפות פנימית מוחלטת מתרחשת רק קרן השתקפות.
· בהשתקפות פנימית כוללת, האנרגיה של קרן תקועה ושל קרן מוחזרת שווה. עם זאת, בהשתקפות זה לא.
