Nyckelskillnaden mellan total intern reflektion och brytning är att total intern reflektion är det fullständiga undervattensutseendet utan förlust av ljusstyrka, medan brytning är förändringen i riktningen för en våg som passerar från ett medium till ett annat.
Total intern reflektion och refraktion är optiska fenomen som diskuteras främst under fysik och analytisk kemi.
Vad är total intern reflektion?
Total intern reflektion eller TIR är ett optiskt fenomen som beskriver undervattensljusreflektion, som visas som en spegel utan förlust av ljusstyrka. I allmänhet uppstår denna typ av reflektion när vågorna i ett medium slår tillräckligt mot gränsen mot ett annat medium, vilket sker externt. Där tenderar vågorna att färdas snabbare i det andra mediet än det första, och det andra mediet bör vara perfekt transparent för vågorna. Vanligtvis uppstår total intern reflektion med elektromagnetiska vågor som ljus och mikrovågor, men det kan också förekomma med vissa andra vågor som ljud- och vattenvågor.
Vi kan beskriva den totala inre reflektionen av ljus med hjälp av ett halvcirkulärt cylindriskt block av vanligt glas eller akrylglas. Där projicerar en "strållåda" en smal ljusstråle radiellt inåt. Sedan tillåter glasets halvcirkelformade tvärsnitt att denna smala ljusstråle förblir vinkelrät mot den krökta delen av luft/glasytan, och fortsätter därigenom i en rak linje mot ytans plana yta, men ljusvinkeln med platt yta varierar.
Figur 01: Total intern reflektion i ett akvarium
Låt oss nu titta på några vardagliga exempel för total intern reflektion. När vi står bredvid ett akvarium, med ögonen under vattennivån, kan vi se fiskar och nedsänkta föremål reflekteras i vatten- och luftytan. Här är ljusstyrkan på den reflekterade bilden vanligtvis uppseendeväckande. På samma sätt, när vi öppnar ögonen när vi simmar precis under vattenytan, ser ytan ut som en spegel som reflekterar föremål nedanför om vattnet är lugnt.
Vad är refraktion?
Refraktion är förändringen i riktningen för en våg som passerar från ett medium till ett annat. Detta sker även om det sker en gradvis förändring i samma medium. Ljus är det vanligaste ämnet i refraktionsfenomenet, men det finns även några andra vågor inblandade, inklusive ljudvågor och vattenvågor. Vi kan bestämma graden av brytning av en våg genom att observera förändringen i våghastighet och den initiala riktningen för vågens utbredning i förhållande till riktningen för förändringen i hastigheten.
Figur 02: Refraktion följer Snells lag
I fallet med ljus följer brytningen Snells lag. Denna lag säger att för ett givet mediapar är förhållandet mellan sinvärde för infallsvinkeln och brytningsvinkeln lika med förhållandet mellan fashastigheterna i dessa två medier, och på motsvarande sätt är det lika med förhållandet av brytningsindex för de två medierna.
De optiska prismorna och linserna tenderar vanligtvis att använda ljusbrytning för att omdirigera ljus, vilket också förekommer i det mänskliga ögat. Där tenderar materialens brytningsindex att variera med ljusets våglängd; därför varierar brytningsvinkeln också. Vi kallar det "spridning", och det får prismor och regnbågar att dela upp det vita ljuset i dess ingående spektrala färger.
Vad är skillnaden mellan total intern reflektion och refraktion?
Total intern reflektion och refraktion är optiska fenomen som diskuteras främst under fysik och analytisk kemi. Den viktigaste skillnaden mellan total intern reflektion och brytning är att total intern reflektion är det fullständiga undervattensutseendet utan förlust av ljusstyrka, medan brytning är förändringen i riktningen för en våg som passerar från ett medium till ett annat.
Följande infografik sammanfattar skillnaden mellan total intern reflektion och brytning i tabellform.
Sammanfattning – Total intern reflektion vs refraktion
Total intern reflektion och refraktion är två optiska fenomen. Den viktigaste skillnaden mellan total intern reflektion och brytning är att total intern reflektion är det fullständiga undervattensutseendet utan förlust av ljusstyrka, medan brytning är förändringen i riktningen för en våg som passerar från ett medium till ett annat.
