全外反射是一种光学现象,电磁辐射(即可见光)-在某些角度- 会被从两种折射率不同介质的界面完全反射回原介质(参考斯涅尔定律)。全内反射发生在第一种介质的折射率大于第二种介质,例如,涌现在水面下的光。光学密级的材料(在这个例子是水)是内部的介质。对可见光,水的折射率是1.33,空气的折射率非常接近1。在真空中,所有波长的折射率都是1。
但是对X-射线而言,所有介质的折射率都仅略小于1,这使得X-射线在真空中的全反射只能在以很小的角度撞击时才能发生。X射线能产生全反射,但是其掠射角极小,一般不会超过20'~30'。由于这种全反射发生在介质的外面,因此被称为全外反射。
简介全外反射是一种光学现象,电磁辐射(即可见光)-在某些角度- 会被从两种折射率不同介质的界面完全反射回原介质(参考斯涅尔定律)。全内反射发生在第一种介质的折射率大于第二种介质,例如,涌现在水面下的光。光学密级的材料(在这个例子是水)是内部的介质。对可见光,水的折射率是1.33,空气的折射率非常接近1。在真空中,所有波长的折射率都是1。
但是对X-射线而言,所有介质的折射率都仅略小于1,这使得X-射线在真空中的全反射只能在以很小的角度撞击时才能发生。X射线能产生全反射,但是其掠射角极小,一般不会超过20'~30'。由于这种全反射发生在介质的外面,因此被称为全外反射。1
全内反射全内反射,又称全反射(英语:total reflection)是一种光学现象。当光线经过两个不同折射率的介质时,部分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光密介质(较高折射率的介质)进入到光疏介质(较低折射率的介质),入射角大于临界角时。因为没有折射(折射光线消失)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。最常见的是沸腾的水中气泡显得十分明亮,就是因为发生了全内反射。
克普勒(Johannes Kepler,1571-1630)在公元1611年于他的著作Dioptrice中,已发表内部全反射(total internal reflection)的现象。1
斯涅尔定律当光波从一种介质传播到另一种具有不同折射率的介质时,会发生折射现象,其入射角与折射角之间的关系,可以用斯涅尔定律(Snell's Law)来描述。斯涅尔定律是因荷兰物理学家威理博·斯涅尔而命名,又称为“折射定律”。
在光学里,光线跟踪科技应用斯涅尔定律来计算入射角与折射角。在实验光学与宝石学里,这定律被应用来计算物质的折射率。对于具有负折射率的负折射率超材料(metamaterial),这定律也成立,允许光波因负折射角而朝后折射。2
参阅哈密顿光学(Hamiltonian optics)
隐失波(Evanescent wave)
本词条内容贡献者为:
尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学