全外反射

全外反射

全外反射是一種光學現象,電磁輻射(即可見光)-在某些角度- 會被從兩種折射率不同介質的界面完全反射回原介質(參考斯涅爾定律)。全內反射發生在第一種介質的折射率大於第二種介質,例如,湧現在水面下的光。光學密級的材料(在這個例子是水)是內部的介質。對可見光,水的折射率是1.33,空氣的折射率非常接近1。在真空中,所有波長的折射率都是1。 但是對X-射線而言,所有介質的折射率都僅略小於1,這使得X-射線在真空中的全反射只能在以很小的角度撞擊時才能發生。X射線能產生全反射,但是其掠射角極小,一般不會超過20'~30'。由於這種全反射發生在介質的外面,因此被稱為全外反射。

簡介

全外反射是一種光學現象,電磁輻射(即可見光)-在某些角度- 會被從兩種折射率不同介質的界面完全反射回原介質(參考斯涅爾定律)。全內反射發生在第一種介質的折射率大於第二種介質,例如,湧現在水面下的光。光學密級的材料(在這個例子是水)是內部的介質。對可見光,水的折射率是1.33,空氣的折射率非常接近1。在真空中,所有波長的折射率都是1。

但是對X-射線而言,所有介質的折射率都僅略小於1,這使得X-射線在真空中的全反射只能在以很小的角度撞擊時才能發生。X射線能產生全反射,但是其掠射角極小,一般不會超過20'~30'。由於這種全反射發生在介質的外面,因此被稱為 全外反射

其他反射(全反射)

全反射,又稱全內反射 (英語:total reflection)是一種光學現象。當光線經過兩個不同折射率的介質時,部分的光線會於介質的界面被折射,其餘的則被反射。但是,當入射角比臨界角大時(光線遠離法線),光線會停止進入另一界面,反之會全部向內面反射。

這只會發生在當光線從光密介質(較高折射率的介質)進入到光疏介質(較低折射率的介質),入射角大於臨界角時。因為沒有折射(折射光線消失)而都是反射,故稱之為全內反射。例如當光線從玻璃進入空氣時會發生,但當光線從空氣進入玻璃則不會。最常見的是沸騰的水中氣泡顯得十分明亮,就是因為發生了全內反射。

克普勒(Johannes Kepler,1571-1630)在公元1611年於他的著作 Dioptrice中,已發表內部全反射(total internal reflection)的現象。

斯涅爾定律

當光波從一種介質傳播到另一種具有不同折射率的介質時,會發生折射現象,其入射角與折射角之間的關係,可以用 斯涅爾定律(Snell's Law)來描述。斯涅爾定律是因荷蘭物理學家威理博·斯涅爾而命名,又稱為“折射定律”。

在光學裡,光線跟蹤科技套用斯涅爾定律來計算入射角與折射角。在實驗光學與寶石學裡,這定律被套用來計算物質的折射率。對於具有負折射率的負折射率超材料(metamaterial),這定律也成立,允許光波因負折射角而朝後折射。

參閱

•哈密頓光學(Hamiltonian optics)

•隱失波(Evanescent wave)

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