مقدمه
فرض کنيد موجي در داخل محيط a با ضريب شکست na تحت زاويه ?a بر سطح مشترک اين دو محيط با محيط دوم بتابد. اين موج وارد محيط دوم (b) با ضريب شکست nb مي‌شود. اگر زاويه شکست يعني زاويه بين پرتو شکست و خط عمود بر سطح جد اکننده دو محيط را با b? نشان دهيم، براساس قوانين اسنل بين اين چهار کميت رابطه زير برقرار است.
naSin?a=nbsin?b
درنتيجه خواهيم داشت.
sin?b=na/nbsin?a
اگر چنانچه نسبت na/nb بزرگتر از يک باشد، چون تابع sin همواره بين 1- و 1+ قرار دارد، لذا مي‌توان نتيجه گرفت که sin?b از sin?a بزرگتر است. بنابراين براي ?a مقداري کمتر از 90درجه وجود دارد که به ازاي آن sin?b=1 و ?b=90 ردجه است. زاويه فرودي را که به ازاي آن پرتو شکست در امتداد مماس بر سطح خارج مي‌شود، زاويه بحراني مي‌گويند.
اگر زاويه فرودي از اندازه زاويه بحراني بزرگتر باشد، سينوس زاويه شکست که از طريق قوانين اسنل محاسبه مي‌شود، بزرگتر از يک خواهد بود و چون مقادير ماکزيمم و مينيمم توابع سينوسي برابر 1 و 1- است، لذا اين امر غير ممکن است و بايد کل پرتو فرودي به درون محيط اول بازگردد. اين حالت را بازتابش کلي مي‌گويند بنابراين بازتابش کلي زماني اتفاق مي‌افتد که پرتو فرودي به سطحي برسد که ضريب شکست ماده در طرف ديگر کمتر از محيطي باشد که پرتو در آن انتشار يافته است.
نمونه‌اي از بازتابش کلي در مورد امواج در طول ريسمان
دو رشته ريسمان يا طناب با ضخامتهاي کاملا متفاوت ، يکي نازک و ديگري کلفت ، را در نظر بگيريد که بگونه‌اي به هم متصل شده‌اند. بطوري که به صورت يک رشته طناب درآمده‌اند که نيمي از آن داراي ضخامت نازک و نيمي ديگر کلفت است. حال اين رشته طناب را بين دو نقطه محکم مي‌کنيم يعني دو سر طناب را به محلي وصل کنيم که طناب به حالت کشيده درآيد. حال در قسمت نازک اگر با انگشت دست خود تپي را ايجاد کنيم، ملاحظه مي‌شود که تپ در طول ريسمان نازک منتشر مي‌شود.
اي تپ به محض رسيدن به قسمت کلفت مقداري از آن در طول قسمت کلفت به همان صورت اول حرکت مي‌کند، ولي قسمت ديگر به طناب نازک بر مي‌گردد. ولي جهت آن کاملا معکوس شده است. اين حالت نمونه‌اي از باز تابش و شکست امواج است. حال اگر کلفتي طناب دوم را تغيير دهيم يعني هر بار آزمايش را با طنابهاي کلفت تر تکرار کنيم، ملاحظه مي‌کنيم که مقدار ارتعاش منتقل شده به طناب کلفت کاهش پيدا مي‌کند. يعني اگر به جاي طناب کلفت طناب نازک را به ديوار ثابت کنيم، در اين صورت تقريبا کل ارتعاش بازتابش پيدا مي‌کند.
مقايسه منشور شيشه‌اي و آينه فنري
از جمله اسباب نوري که در آنها از بازتابش کلي استفاذه مي‌شود، منشور شيشه‌اي بازتابان و آينه فنري است. مزيت منشور بازتابان کلي بر آينه فنري در اين است که سطح اين منشور صد در صد نور را باز مي‌تاباند، در حالي که آينه چنين کاري را انجام نمي‌دهد. ديگر اين که اين سطح خاصيت بازتابي را همواره حفظ مي‌کند، در حالي که آينه پس از مدتي مات مي‌شود.
تار نوري
از خاصيت بازتابش کلي در ساختن تارهاي نوري استفاده مي‌شود. تار نوري لوله‌‌اي شيشه‌اي است که باريکه‌اي از نور از يک سر ميله وارد آن مي‌شود و نور از آن بازتابش کلي يافته و لذا درون آن به دام مي‌افتد. حتي اگر ميله انحناي کمي داشته باشد، باز اين کار امکانپذير است. اين نوع لوله را لوله نوري مي‌گويند. بسته‌اي از تارهاي شيشه‌اي نيز داراي اين خاصيت هستند با اين تفاوت که وقتي تارها نازک باشند، انعطاف نيز دارند. هر بسته ممکن است شامل هزاران تار نوري باشد که قطر هر کدام 0.002mm تا 0.01mm است. اگر تارها در يک بسته بصورتي قرار گرفته باشند که وضع نسبي آنها در دو انتها تغيير نکند (يا قرينه يکديگر باشند) بسته مي‌تواند تصوير جسمي را از يک طرف به طرف ديگر منتقل کند.
امروزه از تارهاي نوري در پزشکي ، ارتباطات و ساير جاها کاربرد دارند. در آندوسکوپي ، آندوسکوپ را به درون ناي ، مري ، معده ، روده ، مثانه و مجراهاي ديگر مي‌فرستند و درون اعضا را مستقيما مي‌بينند. بسته‌اي از تارهاي نوري را به هم مي‌بندند و با فرو بردن آن به زير پوست ، بافتها و رگها را مورد مطالعه قرار مي‌دهند. در مورد ارتباطات نيز از پرتو ليزر استفاده مي‌شود. چون فرکانس موج حامل به مراتب بيشتر از فرکانسهاي رايويي است، لذا تعداد بيشماري پيام را مي‌توان به کمک موج حامل انتقال داد.
منبع:دانشنامه رشد/خ