При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n2 < n1 (например, из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть исчезновение преломленного луча.
Это явление наблюдается при углах падения, превышающих некоторый критический угол αпр, который называется предельным углом полного внутреннего отражения.. .
Для угла падения α = αпр sin β = 1 значение sin αпр = n2 / n1 < 1.
Если второй средой является воздух (n2 ≈ 1),
то формулу удобно переписать в виде
sin αпр = 1 / n,
где n = n1 > 1 – абсолютный показатель преломления первой среды.
Для границы раздела стекло–воздух (n = 1,5)
критический угол равен αпр = 42°,
для границы вода–воздух (n = 1,33) – αпр = 48,7°.Явление полного внутреннего отражения находит применение во многих оптических устройствах. Наиболее интересным и практически важным применением является создание волоконных световодов, которые представляют собой тонкие (от нескольких микрометров до миллиметров) произвольно изогнутые нити из оптически прозрачного материала (стекло, кварц) .
Свет, попадающий на торец световода, может распространяться по нему на большие расстояния за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей.
Научно-техническое направление, занимающееся разработкой и применением оптических световодов, называется волоконной оптикой.
Удачи!