Totale interne reflectie

De twee voorwaarden voor totale interne reflectie

Kritische hoek uit de wet van Snell

Bij de kritische hoek maakt de gebroken straal 90° met de normaal en loopt hij langs het grensvlak. Daarom heeft sin θc = n₂/n₁ alleen betekenis als kritische hoek wanneer n₁ > n₂. Voor θ > θc volgt totale interne reflectie.

De reflectie blijft gewone reflectie

De gereflecteerde straal volgt de gewone reflectiewet: de reflectiehoek is gelijk aan de invalshoek. “Totaal” betekent dat er in het ideale verliesloze model geen voortplantende doorgelaten straal is. Direct voorbij het grensvlak bestaat wel een evanescent elektromagnetisch veld dat snel met de afstand afneemt.

Glasvezels

De kern van een glasvezel heeft een hogere brekingsindex dan de mantel. Stralen die binnen een geschikt hoekbereik worden gelanceerd, raken het kern-mantelgrensvlak boven θc en blijven geleid. Echte vezels ondersteunen elektromagnetische modi en geen letterlijke zigzagstralen, maar het stralenmodel maakt de rol van het indexcontrast duidelijk.

De kritische hoek wordt niet vanaf het oppervlak gemeten

Zoals altijd bij de wet van Snell wordt θc ten opzichte van de normaal gemeten. Een straal die bijna evenwijdig aan het grensvlak loopt, heeft dus een grote invalshoek. θc hangt van beide materialen af; in een vezel bepalen indexcontrast, kerngrootte en golflengte samen welke modi kunnen voortplanten.

Uitgewerkte voorbeelden

1. Kritische hoek van glas naar lucht

2. Kan lucht-naar-glas totale reflectie geven?

3. Een invalshoek classificeren