# 全反射临界角计算器

全内反射：光从光密介质 n₁ 射向光疏介质 n₂（n₁ > n₂）时，临界角 θ_c = arcsin(n₂/n₁) 是折射消失、界面变成完美镜面的分界。工具同时给出布儒斯特（起偏）角 arctan(n₂/n₁)。内置经典：玻璃→空气 41.810315°、钻石→空气 24.439744°——正是这扇窄窗让钻石熠熠生辉。

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/critical-angle-total-reflection

- **分类:** Science & Education

- **关键词:** 临界角, 全内反射, 光纤, 布儒斯特角, 折射率, 光学

## 概述

全反射临界角计算器可根据光密介质与光疏介质的折射率（n₁ 与 n₂），快速计算光线发生全内反射的临界角 θ_c 以及反射起偏的布儒斯特角 θ_B，帮助您精确分析光在不同光学界面的折射与反射特性。

## 输入项

- **折射率 n₁（光密介质）** (number): e.g. 1.5
- **折射率 n₂（光疏介质）** (number): e.g. 1.0

## 适用场景

- 设计光纤或棱镜光学系统，需要确定光信号全反射传输的临界入射角时。
- 分析宝石与晶体切工光学特性，评估光线在晶体内部全反射路径与火彩效果时。
- 进行物理光学计算与实验，验证斯涅尔定律、全内反射条件以及起偏角度时。

## 工作原理

- 输入光密介质的折射率 n₁ 与光疏介质的折射率 n₂（确保 n₁ > n₂）。
- 计算介质折射率比值 n₂/n₁。
- 应用公式 θ_c = arcsin(n₂/n₁) 计算全反射临界角，并根据 θ_B = arctan(n₂/n₁) 导出布儒斯特角。

## 使用案例

- 光纤纤芯与包层折射率匹配及全反射导光条件评估
- 宝石刻面切割角度设计与内部光线全反射路径规划
- 光学仪器中全反射棱镜与偏振光学元件的参数验证

## 常见问题

### 什么是全内反射的临界角？

当光从光密介质射向光疏介质时，折射角达到 90° 时的入射角即为临界角；入射角大于或等于临界角时光线将全部反射回原介质。

### 为什么计算时要求 n₁ 大于 n₂？

全内反射只能发生在光从光密介质进入光疏介质时；若 n₁ ≤ n₂，比值 n₂/n₁ ≥ 1，反正弦函数无定义。

### 工具输出的布儒斯特角（Brewster Angle）代表什么？

布儒斯特角是光线在界面反射时反射光达到完全线偏振状态的特定入射角，计算公式为 θ_B = arctan(n₂/n₁)。

### 空气的折射率通常应输入多少？

在标准大气压和可见光波段下，空气折射率通常取默认值 1.0 或 1.0003。

### 临界角较小意味着什么？

临界角越小，光线越容易在介质界面发生全反射而无法逸出，这常用于光纤导光与宝石内光路设计。

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