การหักเหของแสง : การสะท้อนกลับหมด

ลำแสงจะหักเหแบบแน่นอนเท่าไหร่ ขึ้นอยู่กับความเร็วของแสงที่ เดินทางผ่านวัสดุสองชนิด ตารางนี้บอกเราว่า แสงต้องการเวลามากขึ้นเท่าไหร่ ในการเดินทางผ่านวัสดุต่างๆ เมื่อเทียบ กับตอนที่มันเดินทางผ่านสูญญากาศ แสงต้องใช้เวลาในการเดินทางผ่านแก้ว มากกว่าผ่านสูญญากาศหนึ่งเท่าครึ่ง และต้องใช้เวลาในการผ่านเพชรมากกว่า ถึงสองเท่า เราเรียกตัวเลขในตารางนี้ว่า ดัชนีหักเหแสง ลำแสงจะหักเหเท่าไหร่นั้น ขึ้นอยู่กับความเร็วของแสงที่ เดินทางผ่านวัสดุสองชนิด เราวัดดัชนีหักเหแสงแบบนี้ ขีดเส้นตั้งฉากกับพื้นผิวที่ลำแสงส่องมา โดน เราเรียกเส้นนี้ว่าแนวฉาก ตอนนี้เราก็สามารถวัดองศาของมุม ระหว่างแนวฉากนี้กับลำแสงที่ส่อง มาที่แก้วได้แล้ว มันคือมุมตกกระทบของแสง จากนั้น ก็วัดองศาของมุมระหว่างแนวฉาก กับลำแสงที่ถูกสะท้อน จะได้เป็นมุมหักเห หากมุมทั้งสองนี้มีองศาต่างกันมาก แปลว่ามีการหักเหมาก เมื่อลำแสงเดินทางไปยังวัสดุที่หนาแน่น ซึ่งมีค่าดัชนีหักเหมาก มุมหักเหจะมีองศาน้อยกว่ามุมตกกระทบ แต่ถ้าลำแสงเดินทางไปที่วัสดุที่มี ดัชนีหักเหน้อยกว่า มุมหักเหจะมีองศามากกว่ามุมตกกระทบ จริงๆแล้ว เราสามารถเห็นการหักเหนี้ได้ ถึงแม้จะไม่มีตารางดัชนีหักเห แค่ดูที่หลอดในแก้วน้ำ ดูเหมือนหลอดหักเลย แต่จริงๆแล้วมันเป็นแค่ลำแสง ที่หักแห น้ำนั้นเหมือนกับแก้ว มันมีดัชนีหักเหมากกว่าอากาศ ลำแสงนี้เดินทางจากแก้วไปยังอากาศ ตอนนี้มันพุ่งตรงตั้งฉากกับพื้นผิว และไม่เอียงแม้แต่น้อย มันเดินทางเป็นเส้นตรง แต่ตอนนี้เราเอียงมันนิดหน่อย ทำให้มุมหักเหมากขึ้น อากาศมีดัชนีหักเหน้อยกว่าแก้ว แล้วจะเกิดอะไรขึ้นล่ะ? ถ้าเราเพิ่มมุมตกกระทบ มันจะเกิดอะไรขึ้นล่ะตอนนี้? ถ้ามุมตกกระทบมีองศามากพอ จะเกิดเป็นมุมวิกฤต ตอนนี้ลำแสงเดินทางเป็นแนวเดียวกับ พื้นผิวของแก้ว รู้ได้เลยทีเดียวว่ามุมไหนเป็นมุมวิกฤต ทั้งนี้ทั้งนั้นก็ึ้ขึ้นอยู่กับวัสถุนั้น การเดินทางของแสง จากแก้วถึงอากาศ ที่มีมุม 41 องศา แล้วจะเกิดอะไรขึ้นล่ะ? ถ้าเราเพิ่มองศาของมุมตกกระทบ จนเลยมุมวิกฤตไปอีก ตอนนี้ลำแสงไม่เอียงอีกต่อไป มันสะท้อนแทน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการสะท้อนกลับหมด เมื่อลำแสงเดินทางสู่พื้นผิวโดยทำมุมกว้าง กับเส้นแนวฉาก และเดินทางจากวัสดุ ที่หนาแน่น ไปยังวัสดุที่เบาบางกว่า ลำแสงจะเด้งกลับ มาที่วัสดุที่หนาแน่น สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างมาก ในสายใยแก้วนำแสง ข้อมูลต่างๆถูกส่งไปในรูปของลำแสง ซึ่งอาจเป็นสัญญาณ โทรศัพท์หรืออินเตอร์เน็ต ใยแก้วนี้ทำจากแก้วหรือพลาสติก โดยมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผมแค่นิดเดียว การสะท้อนกลับหมดของแสง ทำให้แสงเด้งไปมาระหว่างผนังของ ใยแก้วได้ ถึงแม้ว่าใยแก้วจะขดงอก็ตาม เราสามารถส่งข้อมูลทางไกล ผ่านสายใยแก้วนำแสง ได้มากกว่าผ่านสายทองแดง ธรรมดาๆ นี่เหมือนกับสายใยแก้วนำแสง เลยนะ ลำแสง เด้งไปมาในน้ำ ยังกับว่ามันไม่อยากกลับออกมาที่อากาศ มันเลยเด้งกลับไปในน้ำแทน มันคือการสะท้อนกลับทั้งหมด! ใช่ การสะท้อนกลับทั้งหมด!