المبادئ الفيزيائية والمعادلات الحاكمة
عند انتقال الضوء من وسط ذي معامل انكسار أعلى (كالزجاج 1.52 أو الألماس 2.42) إلى وسط أقل كثافة ضوئية (الهواء 1.00)، يبتعد الشعاع المنكسر عن العمود المقام حتى ينطبق على السطح الفاصل عند الزاوية الحرجة θc، وبعدها ينعكس الشعاع داخلياً بنسبة 100% كما يحدث داخل كابلات الألياف الضوئية.
أسئلة ومفاهيم فيزيائية
ما هو القانون الفيزيائي الحاكم في محاكي قانون سنيل للانكسار والانعكاس الكلي الداخلي (الألياف الضوئية)؟
n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂, θ_critical = arcsin(n₂ / n₁) — عند انتقال الضوء من وسط ذي معامل انكسار أعلى (كالزجاج 1.52 أو الألماس 2.42) إلى وسط أقل كثافة ضوئية (الهواء 1.00)، يبتعد الشعاع المنكسر عن العمود المقام حتى ينطبق على السطح الفاصل عند الزاوية الحرجة θc، وبعدها ينعكس الشعاع داخلياً بنسبة 100% كما يحدث داخل كابلات الألياف الضوئية.
كيف يتم حل المعادلات التفاضلية في هذه المحاكاة؟
تُحل المعادلات التفاضلية غير الخطية لحظياً بمعدل 240 إلى 300 خطوة في الثانية عبر خوارزمية رونج-كوتا من الرتبة الرابعة (RK4) لضمان دقة حفظ الطاقة.