反射神経と全内反射神経の比較

反射と内部全反射は波の重要な物理的特性です。一般に、波が物体に当たったとき、波の向きが変わることを反射といいます。反射について最も重要で知られている事実は、物体の光を目に反射させることで見ることができることです。実は、内部全反射は、主に光の反射のところで議論されている。波動反射と内部全反射の技術的応用は、それぞれ超音波技術、ソナー技術、光ファイバー技術として多く存在する。これは波動力学の広大な分野であるため、ここでは光の反射と内部全反射に焦点を当て、光の反射の法則を説明することにする。

反射

前述したように、波が何らかの障害物にぶつかったとき、その方向が変わることを反射といいます。光に当てはめると、光沢のある磨かれた面（反射媒体）に光が当たると反射が起こる。反射は、入射光、法線、反射光がすべて同一平面上にあり、入射角と反射角が等しいという、2つの単純な幾何学的法則を経ている。ここで、入射光とは、表面に近い光と定義する。入射点とは、入射した光が表面に当たる点である。法線とは、入射点で表面に垂直に引かれた線のことです。反射光は、入射した光のうち、入射点で表面から離れる部分です。光の反射には、「鏡面反射」と「拡散反射」の2種類があります。鏡面反射は、平行入射した光線が滑らかな表面に当たって平行に反射する場合に起こり、拡散反射は、平行入射した光線が粗い表面に当たって、表面上の面の凹凸により全方向に不規則に反射する場合に起こります。

全内部反射率

光が密度の高い媒質から軽い媒質へ、言い換えれば高屈折率（n1）から低屈折率（n2）へ通過するとき（n1>n2）、入射角が臨界角より大きい場合にのみ、軽い媒質を通過せずに全反射が起こるのです。ここでいう臨界角とは、屈折角90度を与える入射角のことである。この考え方を利用して、光ファイバーで短時間に情報を得たり、明るく輝くダイヤモンドを得るために、すべてこの現象を利用したカットが行われています。