全內反射

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全內反射。
與法線的角度越大,光線折射的部份則越少,直至當大於臨界角時,全內反射便會發生(圖中光線的顏色只是作分別之用,並不表示不同顏色光線的光學情況。)

全內反射(又稱全反射)是一種光學現象。當光線經過兩個不同折射率介質時,部份的光線會於介質的界面被折射,其餘的則被反射。但是,當入射角比臨界角大時(光線遠離法線),光線會停止進入另一介面,反之會全部向內面反射。

這只會發生在當光線從光密介質(較高折射率的介質)進入到光疏介質(較低折射率的介質),入射角大於臨界角時。因為沒有折射(折射光線消失)而都是反射,故稱之為全內反射。例如當光線從玻璃進入空氣時會發生,但當光線從空氣進入玻璃則不會。最常見的是沸騰的水中氣泡顯得十分明亮,就是因爲發生了全內反射。

光學描述[编辑]

临界角[编辑]

临界角(英语Critical angle)是使得全内反射发生的最少的入射角。入射角是从折射界面的法线量度计算的。临界角(\theta_c)可從以下方程式計算:

\theta_c=\arcsin\frac{n_2}{n_1}

其中\!n_2是较低密度介质折射率,及\!n_1是较高密度介质的折射率。这条方程式是一条斯涅尔定律的简单应用,当中折射角为90°。 当入射光线是准确的等于临界角,折射光线会循折射界面的切线进行。以可见光由玻璃进入空气(或真空)为例,临界角约为41.5°。

受抑內全反射技術[编辑]

應用[编辑]

绿海龟和它的全內反射

光導纖維就是利用了這一原理,由於反射時沒有光線的損失,因此信號可以傳輸到極遠的距離,廣泛應用於內視鏡電信上。海市蜃樓亦是由此一原理所生成,光線從較密的介質(冷空氣)進入到較疏的介質(近地面的熱空氣)。

參看[编辑]