Полное отражение света

β
n2
n1
α
α₀
α
γ
α₀- предельный угол полного отражения света
sin  0
n2
n2

 sin  0 
0
sin 90
n1
n1
Полное отражение света происходит, если:
1) Свет переходит в оптически менее плотную среду
2) Угол падения α ≥ α₀
Применение полного отражения света
1. При образовании радуги
2. В призмах полного отражения света
3. Для направления света по изогнотому
пути :
а) Волоконно – оптические линии связи ( ВОЛС )
б) Оптико – волоконные светильники
в) Для исследования внутренних органов человека ( эндоскопы )
Схема образования радуги
1) сферическая капля,
2) внутреннее отражение,
3) первичная радуга,
4) преломление,
5) вторичная радуга,
6) входящий луч света,
7) ход лучей при формировании
первичной радуги,
8) ход лучей при формировании
вторичной радуги,
9) наблюдатель,
10-12) область формирования
радуги.
В первом случае призма позволяет поворачивать световой пучок на 90 , поэтому ее называют
поворотной. Внутри призмы наблюдается однократное внутреннее отражение от грани BC.
В этом случае внутри призмы световой пучок испытывает уже двукратное полное отражение от
грани AB и от грани AC. Эта призма может быть использована для разворота светового пучка на
180 , поэтому она тоже называется поворотной.
В третьем случае лучи, падающие на грань AB параллельно основанию BC, испытывают в
стекле призмы полное отражение и выходят из призмы параллельно падающим лучам.
Заметим, что при выходе из призмы верхний падающий луч становится нижним, а нижний верхним. Поэтому призму в этом случае называют оборотной.
Для направления света по изогнотому пути применяются оптические
волокона, которые представляют собой тонкие
(от нескольких микрометров до миллиметров)
произвольно изогнутые нити из оптически
прозрачного материала (стекло, кварц). Свет,
попадающий на торец световода, может
распространяться по нему на большие
расстояния за счет полного внутреннего
отражения от боковых поверхностей .
Из большого количества оптических волокон
изготавливают жгуты или кабели для
волоконно – оптической связи.
Волоконно – оптическая связь применяется
для телефонной связи и высокоскоростного
Интернета
Оптико -волоконный кабель
Сечение оптико – волоконного кабеля
Оптико – волоконный кабель
Преимущества ВОЛС
Волоконно-оптические линии обладают рядом преимуществ перед проводными
(медными) и радиорелейными системами связи:
•Малое затухание сигнала позволяет передавать информацию на значительно
большее расстояние без использования усилителей. Высокая пропускная
способность оптического волокна позволяет передавать информацию на высокой
скорости, недостижимой для других систем связи.
•Высокая надёжность оптической среды: оптические волокна не окисляются, не
намокают, не подвержены слабому электромагнитному воздействию.
•Информационная безопасность — информация по оптическому волокну
передаётся «из точки в точку». Подключиться к волокну и считать передаваемую
информацию, не повредив его, невозможно.
•Высокая защищённость от межволоконных влияний . Излучение в одном волокне
совершенно не влияет на сигнал в соседнем волокне.
•Пожаро- и взрывобезопасность при измерении физических и химических
параметров
•Малые габариты и масса
Недостатки ВОЛС
•Относительная хрупкость оптического волокна. При сильном изгибании кабеля
возможна поломка волокон или их замутнение из-за возникновения микротрещин.
•Сложная технология изготовления как самого волокна, так и компонентов ВОЛС.
•Сложность преобразования сигнала
•Относительная дороговизна оптического оконечного оборудования
•Замутнение волокна с течением времени вследствие старения.
Эндоскоп (от греч. ένδον — внутри и греч. σκοπέω —
осмотр) — группа оптических приборов различного
назначения. Различают медицинские и технические
эндоскопы. Технические эндоскопы используются для
осмотра труднодоступных полостей машин и
оборудования при техническом обслуживании и
оценке работоспособности (лопатки турбин,
цилиндры двигателей внутреннего сгорания, оценка
состояния трубопроводов и т. д.), кроме того,
технические эндоскопы используются в системах
безопасности для досмотра скрытых полостей (в том
числе для досмотра бензобаков на таможне).
Медицинские эндоскопы используются в
медицине для исследования и лечения полых
внутренних органов человека (пищевод, желудок,
бронхи, мочеиспускательный канал, мочевой
пузырь, женские репродуктивные органы, почки,
органы слуха), а также брюшной и других
полостей тела.
Виды эндоскопического исследования
Гастроскопия.
Гастроскопия относится к эндоскопическим методам
исследования ,при котором осматриватся верхние отделы
желудочно-кишечного тракта: пищевод, желудок и
двенадцатиперстная кишка. Из ротовой полости световод
попадает в пищевод, по которому проходит в желудок и далее в
двенадцатиперстную кишку.Гастроскопию проводят обученные
врачи-эндоскописты, прошедшие специализацию.
При помощи эндоскопа они поставят диагноз, а при
необходимости проведут лечебные мероприятия. Эндоскоп
представляет из себя длинную тонкую гибкую трубку с
объективом на конце. Управляя эндоскопом, доктор может под
контролем зрения, безопасно, провести инструмент в верхние
отделы пищеварительного тракта, чтобы осторожно исследовать
его внутреннюю поверхность.В современных видеоэндоскопах
детальное, четкое изображение с прибора передается на экран
телевизора и затем может быть напечатано при помощи
принтера.Гастроскопия поможет поставить правильный диагноз
при многих состояниях, в их числе боль в области желудка,
кровотечение, язва, опухоли, затрудненное глотание и многих
других.
Как происходит гастроскопия человека
Во время процедуры будет сделано все возможное, чтобы Вы
перенесли ее как можно легче. За Вашим состоянием будет
внимательно следить персонал кабинета. Если Вы очень
беспокоитесь перед исседованием, Вам могут сделать
успокоительный укол. Чтобы снизить чувствительность при
глотании, Вам побрызгают
раствор местного анестетика в горло. Между зубами Вас попросят
зажать нагубник, через который и проводится эндоскоп. Вас попросят
расслабить горло, затем сделать один глоток, во время которого врач
под контролем зрения введет прибор в пищевод.После этого через
прибор начинают слегка подавать воздух, чтобы расправить полость
верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Во время исследования
ничто Вам не должно затруднять дыхания, и боязнь некоторых людей
задохнуться абсолютно необоснованна.
Доктор внимательно рассмотрит внутреннюю поверхность желудка и
при необходимости возьмет кусочек слизистой оболочки для
дальнейшего исследования (биопсия). Это тоже безболезненная
процедура. Иногда, Вам могут провести лечебные мероприятия,
например, остановка язвенного кровотечения и удаление полипа.
Бронхоскопия
Трахеобронхоскопия (часто
употребляют более короткое
название -бронхоскопия) эндоскопический метод оценки
слизистой оболочки и просвета
трахеи и бронхов - так
называемого
трахеобронхиального дерева.
Диагностическое исследование
выполняется с помощью гибких
эндоскопов, которые вводятся в
просвет трахеи и бронхов. Перед
выполнением бронхоскопии
должно выполняться
рентгенологическое исследование
органов грудной клетки
Наиболее простым способом выявления неисправностей механических деталей
автомобиля является визуальный осмотр. В труднодоступных местах он затруднен.
Разборка агрегатов для осмотра является крайне нежелательной. Поэтому для
обнаружения дефектов в таких ситуациях применяют специальные оптические
приборы - так называемые технические эндоскопы.
Внутри цилиндра - клапан двигателя