一般小学生
まとめ
解説
光が水やガラスなどの「密な媒質（屈折率大）」から、空気のような「疎な媒質（屈折率小）」へ進むとき、入射角よりも屈折角の方が大きくなります。入射角を徐々に大きくしていくと、屈折角が先に90度に達し、光が境界線に沿って進むようになります。この時の入射角を「臨界角」と呼びます。
入射角がこの臨界角をさらに超えると、光は境界の外へ出ることができなくなり、すべての光が反射します。これが全反射です。全反射が起こるためには、光が屈折率の大きい方から小さい方へ向かうこと、そして入射角が臨界角以上であることの2条件が必須となります。
| 項目 | 通常の屈折 | 全反射 |
|---|---|---|
| 光の進む向き | 制限なし | 屈折率：大 → 小 |
| 透過光の有無 | あり | なし（0%） |
| 反射光の割合 | 一部 | すべて（100%） |
| 入射角の条件 | 臨界角未満 | 臨界角以上 |
小学生のみなさんへ
光が水の中から空気に向かって進むとき、ななめに入る角度を大きくしていくと、光が外に出られなくなって、全部はね返ってしまうことがあります。これを「全反射」といいます。
ふつう、光は水から空気に出るときに少し曲がりますが、ある角度をこえると、まるで鏡のようにすべての光をはね返してしまいます。水そうをななめ下からのぞいたときに、水面が鏡のように光って見えるのは、この全反射が起きているからです。
この仕組みは、インターネットの情報を運ぶ「光ファイバー」という細い糸のようなものにも使われています。光を閉じこめて遠くまで運ぶことができる、とても便利な性質なのです。
ルラスタコラム
ダイヤモンドがキラキラとまぶしく光るのも、全反射のおかげです。ダイヤモンドは光を曲げる力がとても強いため、中に入った光が何度も全反射して、外側に強い光となって出てくるのです。
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