Całkowite wewnętrzne odbicie

Z Wikipedii

Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko fizyczne zachodące dla fal (najbardziej znane dla światła) występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka lecz ulega całkowitemu odbiciu.

Kąt graniczny - P - promień padający pod kątem α_gr, Z - promień załamany pod kątem β=90°, N - normalna padania.

Światło padające na granicę ośrodków O₁ i O₂ pod kątem mniejszym od granicznego zostaje częściowo odbite a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli n₁ to współczynnik załamania ośrodka O₁, a n₂ współczynnik załamania ośrodka O₂ i n₁ > n₂ wtedy kąt padania α jest mniejszy niż kąt załamania β. Przy pewnym kącie padania α_gr, zwanym granicznym, kąt załamania β jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż α_gr (zakreskowany zakres kątów na ilustracji) światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.

Na mocy prawa załamania:

dla ,

dlatego wartość kąta granicznego, α_gr:

.

Zjawisko to jest wykorzystywane w pryzmatach oraz światłowodach. Jest także przyczyną powstawania refleksów w oszlifowanym diamencie.

Całkowite wewnętrzne odbicie