全反射

　　光從光密媒質射到光疏媒質的介面時，全部被反射回原媒質的現象。光從光密媒質n向光疏媒質n′（即n>n′）折射時，折射角i′總大於入射角i；與i′＝90°相對應的入射角i<_c稱臨界角，入射角大於臨界角i_c的光線不能進入分界面的另一側而發生全反射(圖1)。其他波（如聲波、X 射線）也會發生全反射。

　　全反射的應用很廣，如傳導光束等。

　　①傳導光束。光在均勻透明的，即使是彎曲的玻璃棒的光滑內壁上，借助於接連不斷地全反射，可以從一端傳導到另一端，如圖2a所示。當棒的截面直徑很小，甚至到數微米數量級，傳導的效果也不變，這種導光的細玻璃絲稱光學纖維。光在纖維中的傳導有專門的波導理論來論述，但是也不妨用光的全反射來作一般的解釋。

　　設想圖2b所示為一根放大瞭的光學纖維的一段斷面，它的內芯的折射率為n_g，外皮層的折射率為n_b，並且n_b＜n_g。入射光線從折射率為n_α的媒質射到A點，進入玻璃芯後直射到芯與外皮層的分界面上。由於n_g>n_b，所以當在分界面上的入射角

大於 時就產生全反射，也就是隻要光線在A端的入射角不大於

光線在玻璃芯內就能連續不斷地產生全反射，從而由纖維的A端傳導到另一端。人們通常稱n_αsini_c為光學纖維的數值孔徑。

　　如果玻璃纖維彎曲得很厲害，以致於某些光線在彎曲處在芯與外皮層的分界面上的入射角小於臨界角，則相應的光線會透過分界面，由外皮層漏掉。不過，隻要彎曲的曲率半徑比纖維的截面半徑大10倍以上，則所述的漏光並不嚴重。所以，一般彎曲的光學纖維，隻要它的玻璃芯的透明度高、均勻，並且芯與外皮層之間的分界面光滑，就是一根好的光導管。數以萬計的光學纖維構成的光學纖維束不僅能傳導光能，也能將圖像從一端傳到另一端。僅限於傳光能的纖維束稱傳光束，同時能傳圖像的纖維束稱傳像束，兩者之不同處，就在於後者要求纖維束中的光學纖維在兩端面上的位置須有嚴格的幾何相似關系。

　　光學纖維束現在已成為一種新的光學基本元件，在光通信、光學窺視及光學特殊照明等方面有很重要的應用；也是某些新型光學系統和某些特殊激光器的組成部分。

　　② 改變光的方向。在許多光學儀器和光學技術裝置中，經常用光在棱鏡中的全反射來改變光的進行方向（見反射元件）。

　　③ 測量折射率。利用全反射構成測媒質折射率的折射計（見折射率測量）。