ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ

ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ отражение
оптического
излучения (света) или электромагнитного излучения другого диапазона
(напр., радиоволн) при его падении на границу раздела двух прозрачных сред
из среды с большим преломления показателем (ПП). П. в. о. осуществляется,
когда угол падения i превосходит нек-рый предельный (наз. также
критическим) угол tnp. При i>iпрекращается. Впервые П. в. о. описано И. Кеплером. После открытия
Снелля
закона преломления стало ясно, что в рамках геометрической оптики
П.
в. о.- прямое следствие этого закона: оно обусловлено тем, что угол преломления
j не может превышать 90° (рис. 1). Величина
iзадаётся условием sin iп - относительный
ПП 1-й и 2-й среды. Значения п и, следовательно,
iнесколько отличаются для разных длин волн (частот) излучения (дисперсия
света). При П. в. о. электромагнитная энергия полностью (отсюда - "полное")
возвращается в оптически более плотную (с большим ПП) среду. Значение отражения
коэффициента при П. в. о. превосходит его самые большие значения для
зеркального отражения от полированных поверхностей и практически с высокой
точностью равно 1. Кроме того, этот коэфф. при П. в. о., в отличие от зеркального
отражения, не зависит от длины волны излучения (при условии, что для этой
длины волны П. в. о. вообще имеет место) и даже при многократном П. в.
о. спектральный состав ("цвет") сложного излучения не меняется. Поэтому
П. в. о. широко используется во многих оптич. приборах и экспериментах
(см., напр., Волоконная оптика, Отражательные призмы, Поляризационные
призмы, Световод, см. рис. 2 и 3). Следует, однако, отметить, что энергия
электромагнитных волн при П.в. о. частично проникает во 2-ю (с меньшим
ПП) среду, но затем возвращается обратно. Глубина этого проникновения весьма
невелигса - порядка длины волны отражаемого света. См. также Отражение
света, Преломление света, Френеля формулы.

Рис. 1. Полное внутреннее отражение (луч
6) происходит при углах падения света на поверхность оптически менее плотной
среды, превышающих критический угол iпр. для к-рого угол преломления
j
составляет
90° (луч 5). А - источник света. Показатель преломления нижней среды
больше показателя преломления верхней.

Рис. 2. Призмы полного внутреннего отражения:
а
- поворачивающая призма; б - оборотная призма. Стрелки на линиях,
изображающих лучи света, указывают направление этих лучей.

Рис. 3. Полное внутреннее отражение в струе
жидкости. S - источник света.

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4
изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Бори М., Вольф Э., Основы оптики,
пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Толанский С., Удивительные свойства света,
пер. с англ., М., 1969.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я