Поширення електромагнітних хвиль у різних середовищах підпорядковується законам відбиття і заломлення. З цих законів за певних умов слід один цікавий ефект, який у фізиці отримав назву повного внутрішнього відбиття світла. Докладніше розглянемо, що цей ефект собою являє.
Відбиття і заломлення
Перед тим як перейти безпосередньо до розгляду повного внутрішнього відображення світла, необхідно дати пояснення процесів відображення і заломлення.
Під відображенням розуміють зміна напрямку руху світлового променя в тому ж середовищі, коли він зустрічає яку-небудь поверхню розділу. Наприклад, якщо направити світловий промінь від лазерної указки на дзеркало, то можна спостерігати описаний ефект.
Заломлення – це, так само як і віддзеркалення, зміна напряму руху світла, але вже не в першій, а в другій середовищі. Результатом цього явища буде спотворення обрисів предметів і їх просторового розташування. Побутовим прикладом заломлення є злам олівця або ручки, якщо він/вона поміщається в склянку з водою.
Заломлення і віддзеркалення пов’язані один з одним. Вони практично завжди присутні разом: частина енергії променя відбивається, а частина заломлюється.
Обидва явища – це результат застосування принципу Ферма. Він стверджує, що світ рухається по такій траєкторії між двома точками, яка займе у нього найменший час.
Оскільки відображення – це ефект, який відбувається в одному середовищі, а заломлення – у двох середовищах, то для останнього важливо, щоб обидві середовища були прозорими для електромагнітних хвиль.