منوعات

من التطبيقات على الانعكاس الكلي الداخلي

من تطبيقات الانعكاس الداخلي الكلي، ظاهرة انعكاس الضوء وانتشاره وانكساره في الوسائط ذات الكثافة المختلفة أحد أقسام العلوم الفيزيائية التي تُعطى لطلاب المرحلة الإعدادية، وظاهرة الانعكاس الكامل أو الكلي هي واحدة من ظاهرة مهمة للغاية لها تطبيقات عديدة في العديد من المجالات في حياتنا العملية.سيتم ذكر العديد من تطبيقات TIR أدناه.

مفهوم الانعكاس الداخلي الكلي

هو الانعكاس الكامل لشعاع الضوء داخل وسط مثل الماء أو الزجاج من الأسطح الأخرى إلى الوسط المحدد وتحدث ظاهرة الانعكاس الكلي إذا كانت زاوية سقوط الشعاع أكبر من زاوية معينة تسمى الزاوية الحرجة، وعادة ما يحدث الانعكاس الكلي على الحد الفاصل بين وسيطين شفافين عندما ينتقل شعاع الضوء من وسط ذي معامل انكسار أعلى إلى وسيط بمؤشر انكسار منخفض بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة، لـ “الماء والهواء، الزاوية الحرجة هي 48.5 درجة وتعتمد زاوية الخروج أو زاوية الانعكاس الكلي على مؤشرات الانكسار، والتي تشير بدورها إلى الطول الموجي للشعاع.الضوء الساقط، أي أنه يشير إلى لون شعاع الضوء وعندما يقع شعاع الضوء بزاوية أقل من الزاوية الحرجة، وينكسر وينعكس بنسب مختلفة.

من التطبيقات على التفكير الداخلي الكلي

كما ذكرنا سابقًا، فإن ظاهرة النعاس التام 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 الكامل هي:

  • الألياف الضوئية: تستخدم لنقل الإشارات الضوئية بسرعة كبيرة، حيث أن محيط الألياف يتكون من مادة ذات معامل انكسار أقل من اللب الداخلي للألياف، وبالتالي يمنع تشتت الإشارة وفقدانها ويساهم في نقله بجودة عالية.
  • ظاهرة السراب: عندما ينتقل الضوء عبر طبقات من الهواء بكثافات مختلفة.
  • ظاهرة قوس قزح عندما ينتقل ضوء الشمس بعد المطر عبر طبقات من الهواء تحتوي على قطرات بخار الماء.
  • يستخدم المنشور الزجاجي بشكل أساسي لتوضيح ظاهرة الانعكاس الكلي.

كيف تعمل الألياف الضوئية

تعتبر الألياف الضوئية من أهم تطبيقات الانعكاس الداخلي الكلي وتستخدم على نطاق واسع في الاتصالات وفي نقل إشارات الهاتف والإنترنت والتلفزيون، حيث تصنع الألياف الضوئية من البلاستيك أو الزجاج ولأن الألياف رقيقة، فإن الضوء الذي يدخل الكبل البصري ويضرب السطح الداخلي بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة وينعكس تمامًا وتصنع الألياف من مادة ذات معامل انكسار أعلى من الوسط المحيط، حيث تُغطى الألياف بمادة ذات انكسار مناسب يحتوي الفهرس والألياف على مواد ذات مؤشرات انكسار مختلفة للسماح بتوجيه الضوء بشكل أكبر على طول الألياف الضوئية، علاوة على ذلك، يتم إحاطة اللب. يتكون الألياف الضوئية من مادة ذات معامل انكسار منخفض لمنع انتقال الإشارات الضوئية بين جهة الاتصال ألياف.

استخدامات الألياف الضوئية

تستخدم الألياف الضوئية لنقل الصور دون استخدام العدسات مثل فحص أورام الأمعاء الداخلية حيث يتم إدخال أدوات التنظير الداخلي من خلال فتحات في الجسم ويتم إيصال الضوء إلى أعضاء الجسم لتصويره والضوء المنعكس ينتقل من العضو إلى كاميرا خارجية عبر الألياف الضوئية. تستخدم الألياف الضوئية أيضًا في العديد من التقنيات الجراحية مثل الجراحة المجهرية والاستخدامات الطبية التشخيصية والعلاجية، فمن خلال الألياف الضوئية يمكن الكشف عن الأعضاء التي يصعب الوصول إليها مثل القلب والمفاصل والأوعية الدموية، حيث يتم استخدام الليزر يمكن أن ينتقل شعاع لفتح لويحات مسدودة في الشرايين الرئيسية.

وفي الختام تمت الإجابة على سؤال التطبيقات على الانعكاس الداخلي الكلي، وتم تحديد مفهوم الانكسار الكلي وشروطه، وكذلك تحديد زاوية الانعكاس الكلي والتي تسمى أيضًا الزاوية الحرجة، وكذلك ذكر أهمها. تطبيقات الانعكاس الكلي مثل الألياف الضوئية، وشرح بالتفصيل كيفية عملها وذكر أهم استخدامات الألياف الضوئية.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى