ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสะท้อนภายในทั้งหมดและการหักเหของแสงคือการสะท้อนภายในทั้งหมดเป็นการปรากฏใต้น้ำที่สมบูรณ์โดยไม่สูญเสียความสว่าง ในขณะที่การหักเหของแสงคือการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของคลื่นที่ผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง
การสะท้อนและการหักเหภายในทั้งหมดเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่กล่าวถึงเป็นหลักภายใต้ฟิสิกส์และเคมีวิเคราะห์
ผลสะท้อนภายในทั้งหมดคืออะไร
การสะท้อนภายในทั้งหมดหรือ TIR เป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่อธิบายการสะท้อนแสงใต้น้ำ ซึ่งปรากฏเป็นกระจกเงาโดยไม่สูญเสียความสว่างโดยทั่วไป การสะท้อนกลับประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่อคลื่นในตัวกลางกระทบกับขอบอย่างเพียงพอกับตัวกลางอื่น ซึ่งเกิดขึ้นภายนอก ที่นั่น คลื่นมีแนวโน้มที่จะเดินทางเร็วกว่าในตัวกลางที่สองมากกว่าตัวกลางแรก และตัวกลางที่สองควรโปร่งใสอย่างสมบูรณ์ต่อคลื่น โดยปกติ การสะท้อนภายในทั้งหมดจะเกิดขึ้นกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสงและไมโครเวฟ แต่ก็สามารถเกิดขึ้นได้กับคลื่นอื่นๆ เช่น คลื่นเสียงและคลื่นน้ำ
เราสามารถอธิบายการสะท้อนภายในทั้งหมดของแสงได้โดยใช้บล็อกทรงกระบอกครึ่งวงกลมของแก้วธรรมดาหรือแก้วอะครีลิค ที่นั่น "กล่องรังสี" จะฉายลำแสงแคบ ๆ เข้าด้านในเป็นแนวรัศมี จากนั้นส่วนตัดขวางรูปครึ่งวงกลมของกระจกยอมให้ลำแสงแคบๆ นี้ตั้งฉากกับส่วนโค้งของพื้นผิวอากาศ/กระจก จึงเป็นเส้นตรงไปยังพื้นที่ราบเรียบของพื้นผิว แต่มุมของแสงกับ พื้นที่ราบแตกต่างกันไป
รูปที่ 01: ภาพสะท้อนภายในทั้งหมดในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ
ตอนนี้เรามาดูตัวอย่างประจำวันกันเพื่อดูการสะท้อนภายในทั้งหมด เมื่อเรายืนอยู่ข้างพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ โดยตั้งตาให้ต่ำกว่าระดับน้ำ เราจะเห็นปลาและวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำสะท้อนอยู่ในผิวน้ำและอากาศ ที่นี่ ความสว่างของภาพสะท้อนมักจะน่าตกใจ ในทำนองเดียวกัน เมื่อเราลืมตาขณะว่ายน้ำอยู่ใต้ผิวน้ำ ผิวน้ำจะดูเหมือนกระจกสะท้อนแสงวัตถุด้านล่างหากน้ำนิ่ง
การหักเหคืออะไร
การหักเหคือการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของคลื่นที่ผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นเช่นกันหากมีการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยในสื่อเดียวกัน แสงเป็นวัตถุที่พบบ่อยที่สุดในปรากฏการณ์การหักเหของแสง แต่ก็มีคลื่นอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องด้วยเช่นกัน รวมถึงคลื่นเสียงและคลื่นน้ำเราสามารถกำหนดปริมาณการหักเหของคลื่นได้โดยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความเร็วคลื่นและทิศทางเริ่มต้นของการแพร่กระจายคลื่นที่สัมพันธ์กับทิศทางการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว
รูปที่ 02: การหักเหตามกฎของ Snell
ในกรณีของแสง การหักเหของแสงเป็นไปตามกฎของสเนลล์ กฎข้อนี้ระบุว่าสำหรับสื่อคู่หนึ่งที่กำหนดอัตราส่วนระหว่างค่าบาปของมุมตกกระทบกับมุมหักเหเท่ากับอัตราส่วนระหว่างความเร็วเฟสในตัวกลางทั้งสองและเท่ากันจะเท่ากับอัตราส่วน ของดัชนีหักเหของทั้งสองสื่อ
โดยทั่วไป ปริซึมและเลนส์ออปติคัลมักจะใช้การหักเหของแสงเพื่อเปลี่ยนทิศทางแสง ซึ่งเกิดขึ้นในสายตามนุษย์เช่นกัน ดัชนีการหักเหของแสงของวัสดุมีแนวโน้มที่จะแปรผันตามความยาวคลื่นของแสง ดังนั้นมุมของการหักเหของแสงก็แตกต่างกันไปเช่นกันเราเรียกมันว่า 'การกระจายตัว' และมันทำให้ปริซึมและสายรุ้งแบ่งแสงสีขาวออกเป็นสีสเปกตรัมที่เป็นส่วนประกอบ
การสะท้อนภายในทั้งหมดและการหักเหของแสงต่างกันอย่างไร
การสะท้อนและการหักเหภายในทั้งหมดเป็นปรากฏการณ์ทางแสงที่กล่าวถึงเป็นหลักภายใต้ฟิสิกส์และเคมีวิเคราะห์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสะท้อนภายในทั้งหมดและการหักเหของแสงคือการสะท้อนภายในทั้งหมดเป็นการปรากฏใต้น้ำโดยสมบูรณ์โดยไม่สูญเสียความสว่าง ในขณะที่การหักเหของแสงคือการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของคลื่นที่ผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างการสะท้อนภายในทั้งหมดและการหักเหของแสงในรูปแบบตาราง
สรุป – การสะท้อนภายในทั้งหมดกับการหักเหของแสง
การสะท้อนและการหักเหภายในทั้งหมดเป็นปรากฏการณ์ทางแสงสองประการ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการสะท้อนภายในทั้งหมดและการหักเหของแสงคือการสะท้อนภายในทั้งหมดเป็นการปรากฏใต้น้ำโดยสมบูรณ์โดยไม่สูญเสียความสว่าง ในขณะที่การหักเหของแสงคือการเปลี่ยนแปลงในทิศทางของคลื่นที่ผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลาง