Indfaldsvinkler

Indfaldsvinkler er vinklen mellem en indkommende stråle og normalen til grænsefladen mellem to medier ved det punkt, hvor strålen møder overfladen. Vinklen måles altså i forhold til normalen, ikke til selve overfladen. 0 grader svarer til, at strålen går vinkelret ind i grænsen, mens 90 grader svarer til en stråle, der løber tangentialt langs overfladen.

Ved en grænseflade følger to grundlæggende principper. Først loven om spejling, som siger, at reflektionsvinklen r er lig med indfaldsvinklen i: r = i. Anden er Snells lov, som beskriver brydningen af lys når det passerer ind i et andet medium med refraktiv indeks n1 og n2. Ifølge Snells lov tilfredsstiller n1 sin i = n2 sin r, hvor i er indfaldsvinklen og r den refrakterede vinkel.

Der kan også opstå total intern refleksion. Hvis lyset går fra et tættere til et langsommere medium (n1 > n2), og indfaldsvinklen i er større end den kritiske vinkel ic, sker fuld refleksion uden brydning. Den kritiske vinkel ic er givet ved ic = arcsin(n2/n1). Denne effekt er grundlaget for fibreoptik og mange optiske enheder.

Anvendelse og betydning: Indfaldsvinkler er centrale i design af optiske systemer som kameraer, linser og spejle, i fiberkommunikation, solceller og sensorsystemer. Korrekt håndtering af vinklen påvirker transmission, signalstyrke og effektivitet i mange tekniske anvendelser.