光学描述

临界角

应用

光学描述

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的介质时，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界面，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。

全内反射（total internal reflection TIR)现象　当光线由介质1以固定入射角i射入介质2并且到达两个不同介质的交界面时，一部份光线会以折射角r被折射到介质2，而馀下的部份光线则会以相等于入射角i的反射角i’反射回原来的介质。

光的折射系数n定义为光在真空中的传播速率c与光在某种介质中的传播速率v的比值，即n = c/v。折射系数愈大，代表光在这种介质中的传播速率愈慢。

当光线从具有较高折射系数n1的介质射入具有较低折射系数n2的介质时，如果入射角大于临界角θ，见图2，光线会停止进入另一界面，反之会全部向内面反射。

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）可从以下方程序计算：

其中n2是较低密度介质的折射率，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°。

应用

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，广泛应用于内视镜及电信上。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）。