Úplný odraz světla

Uvažujme průchod světla z prostředí opticky hustšího (index lomu ) do prostředí opticky řidšího (index lomu ). S rostoucím úhlem dopadu se zvětšuje i úhel lomu (jedná se o lom od kolmice - viz obr. 9) a při určitém, tzv. mezním úhlu dopadu bude . To je maximální úhel, při němž ještě nastává lom světla. Při větších úhlech dopadu () lom světla nenastává a světlo se jen odráží. Nastává úplný (totální) odraz.

Ačkoliv to zní možná zvláštně, tak totální odraz světla je speciálním případem lomu světla.

Snellův zákon lomu lze pro úplný odraz zapsat ve tvaru: . Vzhledem k tomu, že , lze psát . Na základě tohoto vztahu (tedy měřením mezního úhlu) lze určit index lomu látky, kterou světlo prochází. Na tomto principu jsou založeny refraktometry - přístroje pro měření indexu lomu.

Úplný odraz se používá ke konstrukci odrazných hranolů, které v mnoha optických přístrojích slouží ke změně chodu paprsků. Na rozhraní sklo - vzduch je mezní úhel , takže při úhlu dopadu nastává již totální odraz (obr. 10).

Obr. 9

Na úplném odrazu světla jsou založeny také vláknové vlnovody, které se využívají v optoelektronice a ve sdělovací technice. Základem vláknového vlnovodu je skleněné vlákno, jehož střední část má větší index lomu než obvodová vrstva (obr. 11). Světelný paprsek se na obvodové vrstvě úplně odráží a světlo se šíří po trajektorii dané tvarem vlákna.

Obr. 10	Obr. 11