全外反射

全外反射是一種光學現象，電磁輻射（即可見光）－在某些角度－ 會被從兩種折射率不同介質的界面完全反射回原介質（參考斯涅爾定律）。全內反射發生在第一種介質的折射率大於第二種介質，例如，湧現在水面下的光。光學密級的材料（在這個例子是水）是內部的介質。對可見光，水的折射率是1.33，空氣的折射率非常接近1。在真空中，所有波長的折射率都是1。

但是對X-射線而言，所有介質的折射率都僅略小於1，這使得X-射線在真空中的全反射只能在以很小的角度撞擊時才能發生。X射線能產生全反射，但是其掠射角極小，一般不會超過20'～30'。　 由於這種全反射發生在介質的外面，因此被稱為全外反射。

全反射的臨界角可以計算為:

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

${\hat {n}}=n+i\kappa$ 是複數折射率, $n$是折射率, $\kappa$ 是消光係數。 對於全外反射，$n_{1}=1$, $\kappa _{1}=0$，全反射只在$n_{2}^{2}+\kappa _{2}^{2}<1$時才會發生。