全内反射 是一种光学现象,其中到达两个介质界面的波不会折射到第二个介质,而是完全反射回第一个介质。当波从一个 密介质 传播到一个 稀介质 时,即第二个介质的折射率低于第一个介质时,就会发生这种现象。
临界角 (θc) 是光波的最小入射角,在该角度下会发生全内反射。它的计算公式为:
这里 n1 和 n2 是两个介质的折射率,其中 n1 是密介质,n2 是稀介质。
当光线从密介质入射到稀介质时,它会折射到第二个介质。随着入射角的增加,折射角也会根据斯涅尔定律增加,直到达到一个极限,此时折射光线穿过第二个介质的表面,即折射角变为 90°。进一步增加入射角,光线会反射回第一个介质,这种现象称为 全内反射。光线反射回第一个表面的最小入射角或发生全内反射的现象称为 临界角。
应用斯涅尔定律到两个介质的界面,我们得到:
当入射角接近临界角时,折射角变为 90°,即 θ1=θc 和 θ2=90°。
因此,上述方程变为:
因此我们得到:
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