چه رخ مي دهد؟
در توضيح آزمايش به دانش آموزان بگوييد: در حالت کلي، زماني که پرتويي از نور به سطح جدا کننده دو محيط شفاف مانند آب و هوا برخورد مي کند بخشي از پرتو منعکس شده و قسمتي از آن از سطح جدا کننده عبور کرده و وارد محيط جديد مي شود. پرتو نور با عبور از يک ماده و ورود به ماده ديگر خم يا شکسته (منحرف) مي شود.
هر چه فاصله ي زاويه ي تابش از خط عمود بيشتر شود پرتو به ميزان بيشتري منحرف مي شود. اگر نور از يک ماده که سرعت حرکت نور در آن کم است به داخل يک ماده که سرعت نور در آن بيشتر است وارد شود (براي مثال نور از آب وارد هوا شود) پرتو به سمت سطح جدا کننده خم مي شود.
در يک زاويه تابش خاص، پرتو آن چنان خم مي شود که پرتو بازتاب شده مماس با سطح جدا کننده دو محيط قرار مي گيرد، به اين معني که هيچ بخشي از آن وارد هوا نمي گردد که اين زاويه، زاويه حد نام دارد، و اگر زاويه تابش بيشتر از آن زوايه شود نور به کلي در داخل آب منعکس مي شود. اين پديده «بازتابش کلي» ناميده مي شود. زيرا تقريباً 100% پرتو منعکس شده که اين ميزان بهتر از انعکاس در مرغوب ترين سطوح آينه اي است.
زاويه حد در آب با اندازه گيري زاويه بين پرتو تابش و خط عمود، زماني که پرتو بازتاب شده بر سطح آب مماس باشد، به دست مي آيد که مقدار آن 49 درجه است.
زماني که زوايا از 49 درجه کمتر باشند مقداري از نور از آب خارج مي شود.
زماني که زاويه هاي مشخص شده از 49 درجه بيشتر باشند، پرتو پس از برخورد با سطح جدا کننده دو محيط هوا و آب به طور کامل منعکس مي شود.
اما پاسخ سوال ابتدايي:
بازتابش کلي در انتقال پيام هاي تلفني به وسيله فيبرهاي نوري به کار مي رود. هر نوري که موازي محور فيبر نباشد، ديواره فيبر را قطع کرده و به طور کامل بازتابش مي شود، زيرا زاويه تابش که پرتو تحت آن ديواره فيبر را قطع مي کند بسيار بزرگ تر از زاويه حد است. اين مسئله به جلوگيري از ضعيف شدن فوري سيگنال ها در مسيرهاي طولاني کمک مي کند. هم چنين از نشست سيگنال ها در مواقعي که فيبر از مسير خم مي شود جلوگيري مي کند. براي مشاهده اين پديده مي توانيد به جاي آکواريوم از بلوک هاي پلاستيکي شفاف که در فروشگاه هاي لوازم پلاستيکي قابل خريداري هستند استفاده کنيد.