отражение оптического излучения (См.
Оптическое излучение)
(света) или электромагнитного излучения другого диапазона (например, радиоволн) при его падении на границу раздела двух прозрачных сред из среды с большим преломления показателем (См.
Преломления показатель) (ПП). П. в. о. осуществляется, когда угол падения
i превосходит некоторый предельный (называется также критическим) угол
iпр. При
i >
inp преломление во вторую среду прекращается. Впервые П. в. о. описано
И.
Кеплером
. После открытия Снелля закона преломления (См.
Снелля закон преломления) стало ясно, что в рамках геометрической оптики (См.
Геометрическая оптика)
П. в. о. - прямое следствие этого закона: оно обусловлено тем, что угол преломления
j не может превышать 90° (
рис. 1). Величина
iпр задаётся условием sin
iпр = 1/
n, где
n - относительный ПП 1-й
и 2-й среды. Значения
n и, следовательно,
iпр несколько 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 коэффициент 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 оптических приборах
и экспериментах (см., например,
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 невелика - порядка длины волны отражаемого света. См. также
Отражение света, Преломление света, Френеля формулы.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Толанский С., Удивительные свойства света, пер. с англ., М., 1969.
Рис. 1. Полное внутреннее отражение (луч 6) происходит при углах падения света на поверхность оптпчески менее плотной среды, превышающих критический угол iпр, для которого угол преломления j составляет 90° (луч 5). A - 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.