Полное внутреннее отражение
Полное внутреннее отражение — это явление, при котором свет, идущий из оптически более плотной среды в менее плотную, не выходит во вторую среду, а полностью отражается обратно. Оно возможно только при достаточно большом угле падения.
При переходе света из более плотной среды в менее плотную преломлённый луч отклоняется от перпендикуляра к границе. Если угол падения увеличить, преломлённый луч приближается к границе раздела. При некотором угле он распространяется вдоль границы — это предельный, или критический, угол. При ещё большем угле преломлённого луча нет, и свет отражается в первую среду.
Здесь \(\alpha_{\text{кр}}\) — предельный угол падения, \(n_1\) — показатель преломления первой, более плотной среды, а \(n_2\) — показатель преломления второй среды. Угол падения отсчитывают от перпендикуляра к границе. При \(\alpha>\alpha_{\text{кр}}\) наступает полное внутреннее отражение. Явление связано с законом преломления света и является частным случаем преломления света.
Для границы стекло–воздух \(n_1\approx1{,}5\), \(n_2\approx1\). Тогда \(\sin\alpha_{\text{кр}}\approx\frac{1}{1{,}5}\), поэтому \(\alpha_{\text{кр}}\approx42^\circ\). При угле падения \(50^\circ\) свет полностью отразится внутри стекла.
Полное внутреннее отражение возможно не при любом направлении перехода. При переходе из менее плотной среды в более плотную оно не возникает, даже если угол падения велик. Также это не обычное отражение от зеркала: явление происходит на границе двух прозрачных сред.
Свет идёт из стекла в воздух. Что произойдёт, если угол падения станет больше предельного?
Главное
- Полное внутреннее отражение происходит при переходе из оптически более плотной среды в менее плотную.
- Оно возникает, если угол падения больше предельного: \(\sin\alpha_{\text{кр}}=\frac{n_2}{n_1}\).
- При этом преломлённого луча нет, а свет полностью отражается обратно в первую среду.