全内反射


全内反射 (正體)

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与法线的角度越大,光线折射的部份则越少,直至当大于临界角时,全内反射便会发生(光线的颜色只是作分别之用,并不表示不同颜色光线的光学情况。)

全内反射(又称全反射)是一种光学现象。当光线经过两个不同折射率介质时,部份的光线会于介质的界面被折射,其余的则被反射。但是,当入射角比临界角大时(光线远离法线),光线会停止进入另一接口,反之会全部向内面反射。

这只会发生在当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质,及入射角大于临界角时。因为没有折射而都是反射,故称之为全内反射。例如当光线从玻璃进入空气时会发生,但当光线从空气进入玻璃则不会。

目录

光学描述

临界角

临界角是最少的入射角使得全内反射发生。入射角是由折射界面的法线量度。临界角(θc)可从以下方程式计算:

\theta_c = \arcsin \left( \frac{n_2}{n_1} \right)

其中n2是较低密度介质折射率,及n1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°。

受抑内全反射技术

应用

绿海龟和它的全内反射

光导纤维就是利用了这一原理,由于反射时没有光线的损失,因此信号可以传输到极远的距离,广泛应用于内视镜电信上。海市蜃楼亦是由此一原理所生成,光线从较密的介质(冷空气)进入到较疏的介质(近地面的热空气)。

参看







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