Явище повного внутрішнього відбиття

Вважаємо, що обидва контактуючі середовища – діелектрики, причому перше середовище оптично більш щільне, ніж друге, тобто або . Визначимо умови, при яких буде відсутня заломлена хвиля, тобто має місце повне відбиття.

З другого закону Снелліуса слідує, що кут заломлення для даного випадку більше кута падіння :

. (7.57)

Умову (7.57) відображає променева схема на рис. 7.10, а. Отже, при якомусь куті падіння , який називається граничним кутом внутрішнього відбиття (критичним кутом), виявиться, що кут – прямий (рис. 7.10, б). Заломлений промінь немов би ковзає вздовж межі розділу. Якщо прийняти в (7.57) , для отримаємо

. (7.58)

Якщо кут падіння більше критичного (), то з (7.57) слідує, що . А це означає, що якщо значення кута падіння лежать в межах , то заломлення променю немає; не існують дійсні значення кута заломлення . Відбувається повне відбиття (рис.7.10,в). Область визначення дійсних значень кута заломлення являється умова .

Отже, для виникнення повного відбиття необхідно виконання двох умов:

– друге середовище повинне бути оптично менш щільним ніж перше ( або );

– кут падіння повинен бути більше критичного ().