Transmisja sygnałów w światłowodzie
Odbicie całkowite wewnętrzne, jest to odbicie światła, zachodzące na granicy dwóch ośrodków przezroczystych. Możliwe, gdy poszczególne ośrodki charakteryzują się współczynnikami załamania n1 i n2 (n1 różne od n2), i n1>n2. Wyrażenie to ściśle charakteryzująca zjawisko załamania fali, i odnosi się zazwyczaj do fali elektromagnetycznej tu z zakresu światła, ale definiuje się je również dla wszelkich innych fal, poczynając od akustycznych. Dla przykładu, gdy weźmiemy światłowód o średnica rdzenia: 10 do 50 mm, to otrzymamy w przybliżeniu 10000 odbić przy długości przewodu 1 m.
Przy współczynniku odbicia 99% doprowadza to do wytłumienia sygnału w stosunku 0.99 do 10000 = 10 do -44.
Dla ciał stałych współczynnik załamania (bezwzględny) zawarty jest (dla światła żółtego linii sodu) w przedziale 1,3-4,0 (np. dla szkła kwarcowego wynosi 1,46, dla ołowianego 1,75, dla soli kuchennej 1,54, zaś dla diamentu 2,41).
Dla cieczy przyjmuje wartości 1,2-1,9 (dla wody 1,33, dla alkoholu etylowego 1,36). Dla gazów zależy od ciśnienia i temperatury właściwego gazu - w warunkach normalnych równy jest praktycznie 1 (jego granice to 1,000035 dla helu i 1,000702 dla ksenonu).
Odbicie całkowite wewnętrzne (w idealnych warunkach) polega na odbiciu światła, zachodzącego bez strat energii, i towarzyszącemu temu zjawisku załamania promienia światła. Obserwuje się go, gdy kąt padania (tj. kąt zawarty pomiędzy normalną do powierzchni, a kierunkiem promienia światła) jest większy od tzw. kąta granicznego całkowitego odbicia wewnętrznego. Matematycznie rzecz ujmując (dla idealnych warunków; teoretycznie), wartość tego kąta opisuje wzór:
Y=arcsin(n2/n1).
Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia jest podstawą działania światłowodu, i następuje na styku ośrodków o różnych współczynnikach (w rzeczywistości, nie jest idealne, i zawsze występują straty energii), wykorzystywane jest w wielu przyrządach optycznych, m.in. w niektórych konstrukcjach refraktometrów, pryzmatach całkowitego odbicia itp., a dla fal akustycznych w pudłach rezonansowych.