Пусть имеются две среды, для которых . Из 2-й среды на границу раздела сред падает луч света.
Запишем закон преломления
, , , .
Будем увеличивать угол , при этом угол также возрастает, причем его значение стремится к . При некотором значении , угол преломления оказывается равным .
, ,
, .
Если еще увеличить угол падения, так что , то световой луч не преломляется в среду 1, он полностью отражается от границы раздела. Существует только отраженный луч.
Это явление называется полным внутренним отражением.
Угол - есть предельный угол полного внутреннего отражения.
Полное отражение используется для передачи света по пучкам гибких прозрачных волокон – световодам.
Световод – тонкое волокно из кварцевого стекла в виде цилиндра с толщиной порядка 1мкм. За счет многогранного внутреннего отражения свет можно направить по любому пути, в том числе и криволинейному.
Пусть луч падает на торец световода под углом . Преломленный луч падает на боковую поверхность под углом .
|
|
,
где - угол преломления в точке .
Для возникновения полного внутреннего отражения в точке необходимо выполнение условия
,
.
Далее
,
,
.
Возьмем предельный случай скользящего падения луча на торец световода
,
, , ,
, .