💎 Повне внутрішнє відбиття
Коли світло переходить із більш щільного середовища в менш щільне, воно відхиляється від нормалі (закон Снелла: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂). Вище критичного кута θ_c = arcsin(n₂/n₁) заломлений промінь повністю зникає — усе світло відбивається. Це принцип оптоволокна, блиску діамантів і міражів. Перетягніть падаючий промінь або використайте повзун кута.
Середовище 1 (щільне, знизу)
Середовище 2 (менш щільне, зверху)
Кут
Дані
Фізика
Закон Снелла n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂ керує заломленням на будь-якій межі розділу. Для світла, що переходить із щільного (n₁) в менш щільне (n₂ < n₁) середовище, θ₂ > θ₁. Критичний кут θ_c = arcsin(n₂/n₁) досягається, коли θ₂ = 90°. При більших кутах sin θ₂ > 1 не має розв'язку в дійсних числах — хвиля стає затухаючою і вся енергія відбивається.
Рівняння Френеля дають точну частку відбитого світла. При нормальному падінні (~0°) відбивається близько 4% від скла на повітрі. Поблизу критичного кута відбивність різко зростає до 100%.
Застосування
Оптоволокно (інтернет-кабелі, медичні ендоскопи) утримує світло всередині скляного ядра завдяки ПВВ. Діаманти огранюють так, щоб світло, що входить через таблицю, відбивалось від кожної грані вище критичного кута (24,4°) перш ніж вийти — максимізуючи блиск. Міражі виникають, коли нагріте дорожнє повітря діє як менш щільний шар, відбиваючи небо вниз.