innfallsvinkel

Innfallsvinkel, ofte betegnet som θi, er i optikk vinkelen mellom en innkommende lysstråle og normalen til grenseflaten ved punktet der strålen møter overflaten. Normalen er en linje som står vinkelrett på overflaten. Innfallsvinkelen beskriver hvordan lys møter en grenseflate mellom medier og har stor betydning for hva som skjer med strålen videre.

Ved overgang fra et medium med refraktiv indeks n1 til et annet medium med indeks n2 følger Snells lov: n1 sin θi = n2 sin θt, der θt er refraksjonsvinkelen i det andre mediet. Dette bestemmer retningen på den brytede strålen. I refleksjon er vinkelen mellom innkommende stråle og normalen lik den reflekterte vinkelen, slik at θi = θr.

Når innfallsvinkelen overstiger den kritiske vinkelen for grenseflaten mellom et høyindeksmedium og et lavindeksmedium, oppstår total intern refleksjon. Den kritiske vinkelen er θc = arcsin(n2/n1) for n1 > n2. Dette fenomenet er viktig i fibre og optiske kabler, der helt intern refleksjon muliggjør effektiv lysføring.

Betydningen av innfallsvinkelen kommer til uttrykk i mange anvendelser. I optikk brukes den til utforming av linser og kameraer, i fiberoptikk til styring av signaler i kabel, i solcelleanlegg for å optimalisere innstrålingen, og i arkitektur for dagslysdesign og reduksjon av blend. Måling av innfallsvinkelen skjer med instrumenter som goniometre og vinkelsensorer.