الانعكاس الداخلي الكلي

يدين الألماس بقدر كبير من جماله لظاهرة بصرية تسمى الانعكاس الداخلي الكلي. وهذه الظاهرة مسؤولة أيضاً عن قدرة الألياف الزجاجية على حمل الضوء وتوجيهه من خلال المنحنيات والمنعطفات. وتستخدم هذه الألياف البصرية في كثير من التطبيقات العملية المهمة ومنها أجهزة الألياف البصرية في كثير من التطبيقات العملية المهمة ومنها اجهزة الألياف البصرية التشخيصية في الطب وكابلات الألياف البصرية التي خلقت ثورة في عالم الاتصالات ولا تزال في حالة تطور.

ولكي نفهم الانعكاس الكلي الداخلي سنبدأ بدراسة عملية مرور الضوء من وسط إلى وسط ثان معامل انكساره أصغر من الأول ويبين الشكل 1)) مثلاً ، مصدراً ضوئياً 0 يقع تحت سطح بركة ماء. وعندما يمر الشعاع B من الماء إلى الهواء فإنه ينكسر مبتعداً عن العمود المقام على سطح الماء. ومن الطبيعي أن يحدث بعض الانعكاس أيضاً عند السطح وهكذا يكون B هو الشعاع المنعكس. وتنقسم الطاقة التي يحملها الشعاع الساقط

بين الشعاع المنكر والشعاع المنعكس. وسنفحص الآن شعاعاً آخر C ساقطاً بزاوية أكبر من العمود. والشعاع المنعكس C سوف يحمل جزءاً من الطاقة الساقطة أكبر مما يحمل الشعاع B الذي انعكس فكان أقرب إلى العمود.

على ان هناك شعاعاً فاصلاً، يبينه الشكل (ب) بحيث يكون الشعاع المنكسر المناظر له موازياً للسطح (θ₂ = 0). ويحدث هذا عند زاوية حرجة للسقوط هي _cθ فإذا كانت زاوية السقوط أكبر من _cθ فلن يكون هناك شعاع منكر. وينعكس كل الضوء الساقط مرة اخرى داخل الماء مكوناً انعكاساً داخلياً كلياً. ويعطينا قانون سنل قيمة الزاوية الحركة بالنسبة لأي زوجين من الأوساط

ولذلك

(1)         

شكل 1)): عندما تكون ₁θ أكبر من الزاوية الحرجة ₂θ فإن الشعاع يعاني من انعكاس داخلي كلي.

من المهم جداً تذكر أن الانعكاس الداخلي الكلي لا يحدث إلا إذا كان n₂ < n₁ وحيث أنه لا توجد زاوية لها جيب أكبر من الواحد لذا فليس للمعادلة (1) حل إلا إذا كانت n₂ < n₁.