光線は完全に反射されます。
幾何光学では、光学屈折率が異なる 2 つの媒質間の分離を通過する光線は、反射と屈折を受ける可能性があります。屈折した光線がないとき、それは全反射を受けると言われます。
スネル・デカルトの法則により、反射光線がどの方向に伝播するかを予測することができます (反対の図を参照)。彼らはまた、全反射の現象についても説明します。
実際、スネル・デカルトの屈折の法則は、
$$ {n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2\,} $$
(図を参照) により、屈折が不可能となる限界角度が存在することがわかります。これは、 n 1 > n 2 ( n 1とn 2は各媒質の屈折率) の場合にのみ可能です。反対の図では、角度 θ 1が限界角度より小さく、赤色光線は反射と屈折の両方を行います。臨界角より大きい角度θ ２で入射する青色光の場合、全反射が起こる。限界角度はスネル-デカルトの法則によって与えられ、次のようになります。
- $$ {\theta_l = \arcsin\left( \frac{n_2}{n_1}\right)} $$
したがって、限界角度を測定すると、2 つの材料の屈折率の比を知ることができ、一方が既知であればもう一方を測定することができます。この原理は屈折計に利用されています。
消えゆく波、挫折した全反射
全反射により、最も屈折率の低い媒質内を伝播できる屈折波の存在が妨げられる場合でも、ジオプターのすぐ近くには伝播しない波が存在します。このエバネッセント波の振幅は、ジオプターから遠ざかるにつれて指数関数的に減少し、時間には依存しません。連続媒体の電気力学により計算が可能になります。この現象は、特に全反射蛍光顕微鏡で利用されます。
この波により、全反射の現象を得ることができます。最初のジオプターの近くに 2 番目のジオプターを取り付けることで、エバネッセント波の一部を回復することができ、あたかも全反射がなかったかのようにすべてが起こります。実際、光の一部は屈折します。
