全外反射

全外反射是一种光学现象，电磁辐射（即可见光）－在某些角度－ 会被从两种折射率不同介质的界面完全反射回原介质（参考斯涅尔定律）。全内反射发生在第一种介质的折射率大于第二种介质，例如，涌现在水面下的光。光学密级的材料（在这个例子是水）是内部的介质。对可见光，水的折射率是1.33，空气的折射率非常接近1。在真空中，所有波长的折射率都是1。

但是对X-射线而言，所有介质的折射率都仅略小于1，这使得X-射线在真空中的全反射只能在以很小的角度撞击时才能发生。X射线能产生全反射，但是其掠射角极小，一般不会超过20'～30'。　 由于这种全反射发生在介质的外面，因此被称为全外反射。

全反射的临界角可以计算为:

$$\theta _{\mathrm {c} }=\arcsin \!\left({\frac {|{\hat {n}}_{2}|}{|{\hat {n}}_{1}|}}\right)\!=\arcsin \!\left({\frac {\sqrt {n_{2}^{2}+\kappa _{2}^{2}}}{\sqrt {n_{1}^{2}+\kappa _{1}^{2}}}}\right)\!.$$

${\hat {n}}=n+i\kappa$ 是复数折射率, $n$是折射率, $\kappa$ 是消光系数。 对于全外反射，$n_{1}=1$, $\kappa _{1}=0$，全反射只在$n_{2}^{2}+\kappa _{2}^{2}<1$时才会发生。