Totalna refleksija

Kad zraka svjetlosti ide iz optički gušćeg u optički rjeđe sredstvo pod određenim uvjetima može doći do totalne refleksije.

Refrakciju ili lom svjetlosti definirao je četvrti zakon optike. Iz iskustva (štap uronjen u vodu) znamo da se svjetlost, kad prelazi iz optički rjeđeg sredstva u gušće, lomi prema okomici (zraka svjetlosti plave boje na ilustraciji "a"), a da se, kad prelazi iz optički gušćeg sredstva u rjeđe, lomi od okomice (zrake svjetlosti žute boje na ilustraciji "a"). Postoji jedan upadni kut u odnosu na okomicu kod kojeg se zraka svjetlosti lomi tako da ide točno duž granice dvaju sredstava. Taj upadni kut zove se granični kut. Ako je kut loma veći od graničnog kuta, dolazi do totalne refleksije, zraka svjetlosti ne može prijeći u optički rjeđe sredstvo već se totalno reflektira natrag u gušće sredstvo (zraka svjetlosti crvene boje na ilustraciji "a").

Totalna refleksija primjenjuje se u optičkim uređajima kako bismo zraku svjetlosti skrenuli u drugi smjer, a da pritom ne izgubimo nimalo svjetlosti. Na tom principu radi pravokutna prizma. Kut upada zrake na granici staklo/zrak je 45 stupnjeva, a granični kut za optičko staklo indeksa loma oko 1,5 iznosi 42 stupnja (ilustracija "b"). Taj je princip primijenjen na pentaprizmu kod TTL fotoaparata. Uvedena nakon Drugog svjetskog rata, pentaprizma je omogućila niz konstrukcijskih poboljšanja i ubrzo SLR dizajn fotoaparata učinila najpopularnijim. Na principu totalne refleksije radi i svjetlovod, tj. optički kabel.

Jeste li se ikada zapitali zašto je podloga filma na koju je nanesena foto-osjetljiva emulzija siva? Dva su razloga. Jedan je apsorpcija svjetla koje dolazi kroz objektiv kako se dio koji prođe kroz želatinu na granici želatina/podloga ne bi reflektiralo natrag u film. To se naziva anti halo boja. No, još je jedna uloga te boje u podlozi. Prigodom ulaganja filma u fotoaparat dio filma je izvan kazete. Uđe li svjetlost pod pogodnim kutom podloga djeluje kao optičko vlakno te putem totalne refleksije provede svjetlo kroz cjelu dužinu filma. Ovako siva boja u podlozi apsorbira svu svjetlost nakon nekoliko centimetara. To je ujedno i razlog zašto se ne preporuča iskoristiti dio filma pri početku role. Siva boja ne smeta prigodom povećavanja jer jednoliko apsorbira sve valne duljine te se njezina prisutnost kompenzira dužim osvjetljivanjem.