Határszög (optika)

A határszög azt határozza meg, hogy a fény egy optikailag sűrűbb közegből egy optikailag ritkább közeg határához érkezve hogyan halad tovább: megtörik, vagy teljes fényvisszaverődés történik.

A határszög fogalma

Értelmezése

Ha a fény az optikailag sűrűbb közegből az optikailag ritkább közeg határfelületéhez érkezve törik meg, akkor α < β, azaz a törési szög nagyobb, mint a beesési szög. Ha növeljük a beesési szöget, a törési szög is nő, mígnem eléri a 90°-ot. Ekkor a fény nem lép be a második közegbe, hanem annak felülete mentén halad tovább. Azt a beesési szöget, amelynél a törési szög β = 90°, határszögnek nevezzük. Jelölése: α_h. A határszög értéke a törésmutatóból a Snellius–Descartes-törvény alapján kiszámítható.^[1]

${\displaystyle {\sin \alpha _{\mathrm {h} }=n_{2,1}}\,\!}$ ^[2]

A beesési szög és a határszög nagyságától függően három eset lehetséges:

• Ha α < α_h, a fény belép a második közegbe, megtörik, és a beesési merőlegessel β szöget bezárva halad tovább.
• Ha α = α_h, a fény a két közeg határfelülete mentén halad tovább.
• Ha α > α_h, a fény nem törik meg, hanem teljes egészében visszaverődik. Ezt a jelenséget nevezzük teljes fényvisszaverődésnek vagy totálreflexiónak.

A határszög értéke néhány anyagnál

A nátrium D vonalának hullámhosszánál (λ = 589,3 nm); a ritkább közeg 20 °C-os, 101 325 Pa nyomású levegő.^[3]

Anyag	αh
etil-alkohol	47° 16'
glicerin	42° 47'
gyémánt	24° 26'
jég, rendes sugár	49° 48'
jég, rendellenes sugár	49° 42'
kősó	40° 21'
kvarc rendes sugár	40° 21'
kvarc rendellenes sugár	40° 04'
mészpát rendes sugár	40° 21'
mészpát rendellenes sugár	40° 04'
üveg (bór-korona, BK–1)	41° 29'
üveg (flint, F–3)	38° 19'
üveg (nehézflint, F–4)	34° 44'
víz	48° 31'

Lásd még

• Fénytörés
• Fényvisszaverődés
• Optika
• Teljes fényvisszaverődés