Critical Angle & Total Internal Reflection — แท่งแก้วครึ่งวงกลม 3 มิติหักเหแสงจริง (ray tracing) · กฎของสเนลล์ · วัดมุมวิกฤตหาดรรชนีหักเห
เมื่อแสงเคลื่อนที่จากแก้ว (n) ออกสู่อากาศ (n = 1) รังสีหักเหเบนออกจากเส้นแนวฉาก ตามกฎของสเนลล์ · เมื่อเพิ่มมุมตกกระทบ มุมหักเหเพิ่มเร็วกว่า จนถึงมุมตกกระทบค่าหนึ่งที่มุมหักเหเท่ากับ 90° เรียกว่า มุมวิกฤต θc · ถ้ามุมตกกระทบมากกว่า θc จะไม่มีแสงหักเหออก แสงสะท้อนกลับเข้าตัวกลางเดิมทั้งหมด = การสะท้อนกลับหมด
เงื่อนไขการสะท้อนกลับหมด: (1) แสงเคลื่อนที่จากตัวกลางที่มีดรรชนีหักเหมากไปน้อย (2) มุมตกกระทบมากกว่ามุมวิกฤต
ที่ผิวรอยต่อ แสงบางส่วนสะท้อนเสมอ (ประมาณ 4% เมื่อตกตั้งฉาก) · เมื่อมุมตกกระทบเข้าใกล้มุมวิกฤต แสงสะท้อนเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (สมการของเฟรเนล) รังสีหักเหจึงจางลงจนหายไปพอดีที่ θc · ในการทดลองจริงรังสีหักเหจางมากก่อนถึง θc เล็กน้อย จึงควรปรับละเอียดและวัดทั้งขาเพิ่มและขาลดมุม
| วัสดุ | n (โดยประมาณ) | มุมวิกฤตกับอากาศ |
|---|---|---|
| น้ำ | 1.33 | 48.8° |
| อะคริลิก | 1.49 | 42.2° |
| แก้วคราวน์ | 1.52 | 41.1° |
| แก้วฟลินต์ | 1.62 | 38.1° |
| เพชร | 2.42 | 24.4° |
เส้นใยนำแสง: แสงสะท้อนกลับหมดที่ผนังซ้ำ ๆ จึงเดินทางไปตามเส้นใยได้ไกล · ปริซึมสะท้อนกลับหมด ในกล้องสองตา/กล้องส่องแนว · เพชร มีมุมวิกฤตเล็ก แสงสะท้อนกลับหมดหลายครั้งภายในจึงแวววาว · มิราจ เกิดจากแสงเลี้ยวผ่านอากาศร้อนใกล้ผิวถนนจนสะท้อนกลับหมด