임계각

임계각 [critical angle, 臨界角]

광학에서 투명한 물질을 지나는 광선이 굴절률이 더 낮은 제2의 물질과의 경계면에서 첫번째 물질로 완전히 반사되지 않고 경계면을 통과할 수 있는 최대 입사각(투명한 물질의 굴절률은 진공에서의 빛의 속도와 그 물질에서의 빛의 속도의 비율로 나타냄).

임계각

입사각이 임계각보다 작거나 광선이 반대편에서 경계면으로 입사할 때에는 항상 광선의 일부가 굴절되면서 경계면을 통과하게 된다. 그림은 굴절률이 각각 n₁과 n₂인 2가지 물질, 물과 공기를 보여주고 있다. 이때 n₁은 n₂보다 크다. 그림은 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 점 O에서 나온 3가지 광선이 각각 임계각보다 작고, 같고, 또 더 큰 각도로 경계면에 입사하는 것을 보여준다. 입사각 i가 임계각 i_c보다 작은 왼쪽의 광선은 일부는 A로 굴절되고 일부는 B로 반사된다. 임계각으로 입사하는 중앙의 광선은 대부분은 D로 반사되고 극히 일부만이 경계면을 따라서 C쪽으로 굴절한다. 오른쪽에 있는 광선은 임계각보다 큰 각도로 경계면에 입사하고 E쪽으로 전반사한다. 굴절된 성분은 존재하지 않는다. 임계각의 사인(sine) 값은 두 굴절률의 비와 같다.