全反射と臨界角
着眼点屈折率の大きい側から小さい側へ進むときだけ起こる。屈折角が 90° になる入射角が臨界角。
\sin\theta_c=\frac{n_2}{n_1}\quad(n_1>n_2)
入射角が \theta_c より大きいと、光はすべて反射する（光ファイバーはこれを利用）。
例題
1
屈折率 2.0 のガラスから空気（屈折率 1.0）へ光が出るときの臨界角を求めよ。
解答
\sin\theta_c=\dfrac{1.0}{2.0}=0.50
答 30^\circ
答 30^\circ
2
水（屈折率 \frac43）の深さ 1.0 m の底に点光源がある。水面から光が出てくるのは、光源の真上を中心とする円の内側だけである。この円の半径を求めよ。
解答
\sin\theta_c=\dfrac34、\cos\theta_c=\dfrac{\sqrt7}{4}、\tan\theta_c=\dfrac{3}{\sqrt7}。
円の縁は入射角がちょうど \theta_c の光が水面に当たる点なので
r=1.0\times\tan\theta_c=\dfrac{3}{\sqrt7}=1.13\ \mathrm{m}
答 1.1\ \mathrm{m}
円の縁は入射角がちょうど \theta_c の光が水面に当たる点なので
r=1.0\times\tan\theta_c=\dfrac{3}{\sqrt7}=1.13\ \mathrm{m}
答 1.1\ \mathrm{m}
注意空気からガラスへ（小→大）入るときは全反射は起こらない。臨界角の式も分母が大きいほうの屈折率。