Повне внутрішнє відбиття

Дві необхідні умови

Перша: n₁>n₂. Якщо світло переходить із меншого n у більше, критичний кут для повне внутрішнє відбиття не існує.

Друга: θ₁>θ_c. Кут вимірюють від нормалі до поверхні.

Критичний кут

У граничній ситуації θ₂=90°. Із n₁гріхθ_c=n₂ маємо гріхθ_c=n₂/n₁.

Для скло 1,50 → повітря 1,00: θ_c≈41,8°. За більших кути падіння променів, що проходять відсутній.

Еванесцентне поле

Навіть за Електромагнітне поле МДП заходить на малу глибину в середовище з меншим n і експоненційно спадає. Це мимовільне поле.

Якщо другий матеріал з високим n наблизити достатньо близько, можливе перенесення енергії через поле — розлад повного внутрішнього відбиття.

Фаза і поляризація

На ідеальній прозорій межі потужність відбиття дорівнює 100%, але s- і р-компоненти набувають різних фазові зсуви.

Тому TIR може змінювати стан поляризації, а не лише напрям променя.

Оптичні волокна

У серцевина волокна крокового індексу має більший n, ніж облицювання. Допустимі режими залишаються обмежений завдяки індексний контраст.

Реальна волоконна оптика потребує опис хвилеводу: числова апертура, режими, дисперсія і втрати на вигин не вичерпуються простим промінь ескіз.

Призми та сенсори

призми використовують TIR для ефективного перенаправлення світла. Датчики загасаючої хвилі реагують на матеріал безпосередньо біля поверхні.

'Повне' означає відсутність поширення переданої потужності в ідеальному випадку, а не абсолютну відсутність електромагнітне поле по інший бік.

Межа променева модель

Рей модель правильно дає стан критичного кута, але мимовільна глибина проникнення і фазові зсуви поляризації потребують граничні умови рівняння Максвелла.

Глибина проникнення залежить від довжина хвилі, індексний контраст та кут падіння і зростає поблизу критичний кут.

Розібраний приклад