Atrapando un rayo laser dentro de un chorro de agua

Por lo general, al llegar un rayo de luz a una superficie de separación de dos medios( se puede propagar por el segundo), parte de la energía del incidente se refleja formando un nuevo rayo en el mismo medio con un mismo ángulo respecto a la normal. Otra parte se propaga por el segundo medio, formando un rayo refractado.

Sin embargo, si un rayo pasa de un medio de mayor índice de refracción a otro con menor índice de refracción (por ejemplo si pasa de agua a aire) y el rayo incidente supera un ángulo crítico, este quedo atrapado en el medio en el que se encontraba reflejándose totalmente, sin refractarse nada de energía.

Este ángulo crítico se puede hallar mediante la Ley de Snell, que crea una igualdad entre el ángulo de incidencia y el índice de refracción (velocidad de la luz en el medio) del primer medio y el ángulo de refracción y el índice del segundo medio. Este ángulo es el que hace que el rayo  refractado forme un ángulo de 90º respecto a la normal, así :

Øc= arcsen (n2/ n1)  En nuestro caso el ángulo crítico:

n1 = 1.3330 Agua
n2= 1.0002926 Aire

θc= arcsin(0,75040705) = 48,6256503º

De esta forma, al agujerear una botella dejando pasar un rayo láser por donde sale el agua, si el rayo incide con un ángulo igual o superior al ángulo crítico, este se reflejará totalmente siguiendo la trayectoria del agua.
Aplicando fluoresceína al agua hacemos que el haz de luz se haga visible, consiguiendo que el efecto se vea con más claridad.
Este fenómeno tiene muchas utilidades y  es el principio de la fibra óptica.