* brytning: När ljuset reser från ett medium till ett annat (som luft till glas) böjer det sig. Denna böjning beror på förändringen i ljusets hastighet i olika medier. Indexet för brytning (N) för ett material kvantifierar denna hastighetsförändring.
* Kritisk vinkel: Den kritiska vinkeln är den specifika infallsvinkeln vid vilken ljus som rör sig från ett tätare medium (glas, i detta fall) till ett mindre tätt medium (luft) bryts längs gränsen. Varje infallsvinkel större än den kritiska vinkeln resulterar i total inre reflektion, där ljuset återspeglas helt tillbaka i det tätare mediet.
* Snells lag: Denna lag reglerar förhållandet mellan incidensvinklarna och brytningen och indexen för brytning av de två medierna. Matematiskt uttrycks det som:n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2), där:
* N1 och N2 är indexen för brytning av första respektive andra media.
* θ1 är infallsvinkeln.
* θ2 är brytningsvinkeln.
Varför 39,3 °?
1. luft: Luft har ett brytningsindex på cirka 1,00.
2. glas: Indexet för brytning av glas varierar beroende på dess typ, men ett typiskt värde är cirka 1,52.
3. I den kritiska vinkeln är brytningsvinkeln 90 °: Detta betyder att ljuset reser längs gränsen.
4. Tillämpa Snells lag:
* N1 =1,52 (glas)
* n2 =1,00 (luft)
* θ2 =90 °
* Lösning för θ1 (den kritiska vinkeln) får vi ungefär 39,3 °.
Därför är den kritiska vinkeln på 39,3 ° för en luftglasgräns en direkt följd av skillnaden i brytningsindex mellan luft och glas och ljusets specifika beteende i denna vinkel enligt Snells lag.
