Луч, следовательно, распространяется по длине волокна и появляется с другого конца без потери интенсивности.

Хирурги применяют специальное приспособление, которое выглядит как гибкая трубка, для осмотра внутренних органов пациента без вскрытия. Приспособление состоит из двух связок волокон, помещенных на одной оси в трубке. Свет посылается по одной связке волокон, отражается от внутренних органов и возвращается по другой связке волокон. Поскольку связки гибки, они могут быть разделены на том конце трубки, с которого ведется наблюдение. Одна связка снабжена источником света, а другая — окуляром для наблюдения хирурга.

Похожее применение полное внутреннее отражение находит в оформлении садов. Цветные фонтаны сооружаются при помощи цветной лампы, которая помещается в такое положение, что свет полностью внутренне отражается в струе воды. Для наибольшего эффекта можно сочетать струи различных цветов.

Исчезающая монета

Положите монету на скамью и поставьте стеклянный брусок сверху нее. Монета видна лишь тогда, когда вы смотрите сверху вниз через верхнюю горизонтальную поверхность. Накройте верх бруска черной лентой так, чтобы вы могли сосредоточиться на наблюдении только через вертикальные поверхности. Вы не сможете видеть монету ни через одну из четырех вертикальных поверхностей вне зависимости от угла наблюдения. Свет, отраженный от монеты, не может появиться ни из одной из четырех вертикальных поверхностей вследствие полного внутреннего отражения.

Геометрия этого эксперимента показана на рисунках б и в. Для того чтобы монета была видна, свет должен отражаться от нее, затем распространяться через стекло и, наконец, появляться в воздухе. Сначала рассмотрим луч света, идущий от нижнего края бруска и ребра монеты (рис. б). Этот луч преломится под углом 42° к нормали N₁ внутри стекла. Поэтому он образует угол 48° с нормалью N₂, т. е. угол, больший критического угла с = 42°. Любой луч, падающий на основание под углом от 0° до 90°, даст угол с нормалью N₁, меньший 42°.

В любом случае луч или пройдет через стекло и будет преломлен на верхней поверхности, или же образует угол с нормалью N₂ на вертикальной поверхности в 48° или более. В последнем случае он снова будет полностью внутренне отражен. Поэтому из вертикальных боковых поверхностей бруска свет не может выйти. Казалось бы, что есть другая возможность для света — войти через вертикальную поверхность бруска, преломиться вниз по направлению к монете и снова выйти через боковую грань. Однако рисунок в показывает, что свет, входящий через вертикальную грань, никогда не сможет достичь монеты, поскольку подвергнется полному внутреннему отражению на поверхности нижней грани.

Простые геометрические рассуждения могут показать, что, когда луч света входит через боковую грань, угол преломления должен быть 42° или менее. Таким образом, угол падения на нижнюю грань составляет 48° или более и свет полностью внутренне отражается (см. луч 1). Итак, человек, смотрящий с другой стороны, не может видеть монету. Очевидно, что некоторые лучи проходят через брусок, не касаясь нижней грани (см. луч 2).