光的全反射

一般來說，當光在兩種不同的透明材料之間移動時，有些光會被折射，有些會被反射。全內反射是一種光學現象，其中從較高折射率區(qū)域傳播到較低折射率區(qū)域的光線在邊界處被完全反射。

考慮入射角逐漸增大時會發(fā)生什么：折射角也逐漸增大，直到在臨界角處，折射光線將相對于法線定向90°。對于所有大于臨界角的入射角，將不會產生折射光線，光線將完全反射回介質中。反射的光線遵循反射定律。

圖：臨界角是指折射角為90°的角。超過這個入射角，沒有光被折射，所有的光都被反射回材料中。

全內反射效應解釋了為什么鉆石比其他材料更閃閃發(fā)光。由于鉆石的折射率相對較高（通常為2.42），臨界角很?。s24.4°），因此光線在以足夠陡的角度撞擊鉆石之前通常會經歷多次內部反射。鉆石通常由珠寶商以這樣的方式塑造，即光線只集中在鉆石表面可以出射的幾個地方，從而有助于閃閃發(fā)光。光的散射也有助于形成明亮的顏色陣列，這些顏色通?？梢詮男螤盍己玫你@石表面看到。

全內反射的另一個重要應用是光纖技術。光纖充當光線通過一系列全內反射的“管道”。這樣，即使光纖彎曲和扭曲，光也會沿著光纖的長度傳輸。光纖電纜是柔性的，這意味著它們可以將光傳輸到患者胃部或電機內部等難以進入的區(qū)域，并從中收集圖像。光纖甚至可以制造得比血管直徑小。

光纖電纜在通信方面比銅線和電纜有幾個優(yōu)點。光纖輕便、靈活，與傳統的通信布線相比，可以以更低的成本制造。光纖的帶寬也比銅線大，這意味著每單位時間可以傳輸更多的信息。與電信號不同，光也不受溫度波動或附近磁場的影響，因此干擾和“噪音”不那么令人擔憂。