Хүн бүрийн өдөр тутмын амьдралд тохиолддог ердийн гэрэлтүүлгийн эффект бол тусгал ба хугарал юм. Энэ нийтлэлд бид хоёр нөлөө нь нэг үйл явцын хүрээнд илрэх тохиолдлыг авч үзэх бөгөөд дотоод нийт тусгалын үзэгдлийн талаар ярих болно.
Гэрлийн тусгал
Гэрлийн дотоод нийт тусгалын үзэгдлийг авч үзэхийн өмнө энгийн тусгал, хугарлын нөлөөлөлтэй танилцах хэрэгтэй. Эхнийхээс эхэлцгээе. Энгийн байхын тулд бид зөвхөн гэрлийг авч үзэх болно, гэхдээ эдгээр үзэгдлүүд нь ямар ч төрлийн долгионы шинж чанартай байдаг.
Тусгал гэдэг нь гэрлийн туяа хөдөлж буй нэг шулуун шугамын замд ямар нэгэн саадтай тулгарах үед нөгөө шулуун зам руу шилжихийг ойлгодог. Лазер заагчийг толин тусгал руу чиглүүлэх үед энэ нөлөө ажиглагдаж болно. Усны гадаргууг харахад тэнгэр, модны зураг харагдах нь нарны гэрлийн тусгалын үр дүн юм.
Тусгалтанд дараах хууль хүчинтэй: өнцөгтусгал ба тусгал нь тусгалын гадаргууд перпендикуляртай хамт нэг хавтгайд байрлах ба бие биетэйгээ тэнцүү байна.
Гэрлийн хугарал
Хугарлын нөлөө нь тусгалтай төстэй бөгөөд гэрлийн туяаны замд саад болж буй саад нь өөр тунгалаг орчин байвал л үүсдэг. Энэ тохиолдолд эхний цацрагийн нэг хэсэг нь гадаргуугаас тусах ба хэсэг нь хоёр дахь орчинд шилждэг. Энэ сүүлчийн хэсгийг хугарсан цацраг гэж нэрлэдэг ба интерфэйсийн перпендикуляртай хийсэн өнцгийг хугарлын өнцөг гэж нэрлэдэг. Хугарсан цацраг нь ойсон болон туссан цацрагтай нэг хавтгайд байрладаг.
Хугарлын хүчтэй жишээ бол аягатай усанд харандаа хагарах эсвэл хүн ёроол руу нь харах үед нуурын хуурмаг гүн юм.
Математикийн хувьд энэ үзэгдлийг Снелийн хуулийг ашиглан тайлбарлав. Харгалзах томъёо дараах байдалтай байна:
1 гэм (θ1)=n2 гэм (θ) 2).
Энд тусах болон хугарлын өнцгийг θ1 ба θ2 гэж тэмдэглэв. n1, n2 хэмжигдэхүүнүүд нь орчин тус бүрийн гэрлийн хурдыг тусгадаг. Тэдгээрийг хэвлэл мэдээллийн хэрэгслийн хугарлын индекс гэж нэрлэдэг. n том байх тусам өгөгдсөн материалд гэрэл удаан тархдаг. Жишээлбэл, усанд гэрлийн хурд агаараас 25% бага байдаг тул түүний хугарлын илтгэгч 1.33 (агаарын хувьд 1 байна).
Нийт дотоод тусгалын үзэгдэл
Гэрлийн хугарлын хууль нэг рүү хөтөлдөгn том хэмжээтэй орчноос цацраг тархах үед гарсан сонирхолтой үр дүн. Энэ тохиолдолд цацрагт юу тохиолдохыг илүү нарийвчлан авч үзье. Снелийн томьёог бичье:
1 гэм (θ1)=n2 гэм (θ) 2).
Бид n1>n2 гэж таамаглах болно. Энэ тохиолдолд тэгш байдал үнэн байхын тулд θ1 нь θ2-аас бага байх ёстой. Зөвхөн 0o-аас 90o хүртэлх өнцгүүдийг л авч үздэг бөгөөд үүнд синусын функц байнга нэмэгдэж байдаг тул энэ дүгнэлт үргэлж хүчинтэй. Тиймээс нягт оптик орчинг орхиж нягт багатай (n1>n2) туяа хэвийн хэмжээнээс илүү их хазайдаг.
Одоо θ1 өнцгийг нэмэгдүүлье. Үүний үр дүнд θ2 нь 90o-тэй тэнцэх мөч ирнэ. Гайхамшигтай үзэгдэл тохиолддог: нягт орчноос ялгарах цацраг түүн дотор үлдэнэ, өөрөөр хэлбэл хоёр тунгалаг материалын хоорондох интерфейс тунгалаг болно.
Критик өнцөг
θ1, θ2=90o өнцгийг гэнэ. хос хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэлд чухал ач холбогдолтой. Интерфэйсийг эгзэгтэй өнцгөөс их өнцгөөр цохиж буй аливаа туяа эхний орчинд бүрэн тусдаг. θc эгзэгтэй өнцгийн хувьд Snell-ийн томъёоноос шууд дагах илэрхийлэл бичиж болно:
нүгэл (θc)=n2 / n1.
Хэрэвхоёр дахь орчин нь агаар, дараа нь энэ тэгш байдлыг дараах хэлбэрээр хялбаршуулсан:
нүгэл (θc)=1 / n1.
Жишээ нь усны чухал өнцөг нь:
θc=arcsin (1 / 1, 33)=48, 75o.
Хэрэв та усан сангийн ёроолд шумбаж, дээш харвал зөвхөн өөрийн толгойн дээгүүр тэнгэр, үүл гүйж байхыг харж болно, харин усны бусад хэсэгт зөвхөн усан сангийн хана л харагдах болно..
Дээрх үндэслэлээс харахад хугарлаас ялгаатай нь нийлбэр тусгал нь буцах үзэгдэл биш, зөвхөн нягтаас бага нягт руу шилжих үед тохиолддог, харин эсрэгээр биш юм.
Байгаль, технологийн нийт тусгал
Бүрэн тусгалгүйгээр боломжгүй байгальд хамгийн түгээмэл нөлөөлөл бол солонго юм. Солонгийн өнгө нь борооны дусал дахь цагаан гэрлийн тархалтын үр дүн юм. Гэсэн хэдий ч туяа эдгээр дуслуудын дотор өнгөрөхөд нэг эсвэл давхар дотоод тусгалыг мэдэрдэг. Тийм ч учраас солонго үргэлж давхар харагддаг.
Дотоод нийт тусгалын үзэгдлийг шилэн кабелийн технологид ашигладаг. Оптик утаснуудын ачаар цахилгаан соронзон долгионыг хол зайд алдагдалгүй дамжуулах боломжтой.
