પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન (total internal reflection) : પ્રકાશનું કિરણ પ્રકાશીય ઘટ્ટ માધ્યમ(optically denser medium)માંથી, પ્રકાશીય પાતળા (rarer) માધ્યમ પ્રતિ જઈ રહ્યું હોય ત્યારે અમુક નિયત આપાત-કોણ કરતાં વધુ કોણે આપાત થતાં ઉદભવતી ઘટના. તે વખતે પ્રકાશનું કિરણ વક્રીભવન પામીને પાતળા માધ્યમમાંથી બહાર આવવાને બદલે તેનું પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન થઈને તે ઘટ્ટ માધ્યમમાં જ પાછું ફેંકાતું હોય છે. આપાત-કોણના આ ચોક્કસ મૂલ્યને ક્રાંતિકોણ (critical angle) ∠C કહે છે. તે વખતે વક્રીભૂત કિરણ, બે માધ્યમોને છૂટી પાડતી સપાટીને સમાંતરે બહાર આવે છે અને વક્રીભૂત કોણ(∠r)નું મૂલ્ય 900 જેટલું હોય છે. વક્રીભવન માટેના સ્નેલના નિયમ ઉપરથી, ઘટ્ટ માધ્યમના વક્રીભવનાંક(µ)નું મૂલ્ય નીચે પ્રમાણે મળે છે :
સ્નેલના નિયમ
= ઉપરથી,
આ કિસ્સામાં પ્રકાશનું કિરણ ઘટ્ટ માધ્યમથી પાતળા માધ્યમ તરફ જતું હોઈ µ ને બદલે 
લેવામાં આવે છે. આપાત-કોણ (i) = ક્રાંતિકોણ (C) અને વક્રીભૂત કોણ (r) = 90o લેતાં,
થાય છે,
માટે, = 
આમ ક્રાંતિકોણ(C)નું મૂલ્ય જાણવાથી વક્રીભવનાંક(m)નું મૂલ્ય મળે છે.
આકૃતિ 1 : પ્રકાશનું પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન
આકૃતિ 1માં પ્રવાહી ભરેલા પાત્રના તળિયે પ્રકાશ-સ્રોત તરીકે O આગળ વિદ્યુત-દીવો છે. તેમાંથી લંબ દિશામાં આવી રહેલું કિરણ 1 વક્રીભવન પામ્યા સિવાય સીધું જ પાતળા માધ્યમમાં બહાર આવે છે. તેની બંને તરફનાં કિરણ 2; વક્રીભવન પામીને પાતળા માધ્યમમાં બહાર આવી રહ્યાં છે. બંને તરફનાં કિરણ 3, ક્રાંતિકોણ(∠C)ના જેટલા અંશે આપાત થતાં હોવાથી, પ્રવાહીની સપાટીને સમાંતરે બહાર આવે છે. તેમને માટે વક્રીભૂત કોણ(r)નું મૂલ્ય 90o છે. બંને તરફનાં કિરણ 4 માટે આપાત-કોણનું મૂલ્ય ક્રાંતિકોણ કરતાં વધુ (> C) હોવાથી તેમનું પ્રવાહીના માધ્યમમાં જ પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન થાય છે.
આકૃતિ 2 : પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનને કારણે ઝળહળતો હીરો
કોઈ નિરીક્ષકને પ્રવાહીની બહારથી વિદ્યુત-દીવો ન દેખાય તેમ કરવું હોય, તો પ્રવાહી ઉપર OA = h ઊંચાઈએ PQ વ્યાસવાળી એક તકતીને તરતી રાખવી જોઈએ, જેથી પ્રવાહીની બહાર આવી રહેલાં બધાં જ વક્રીભૂત કિરણોને તે કાપી નાખે. આવી તકતીની ત્રિજ્યા PA = AQ = rનું મૂલ્ય ત્રિકોણમિતિની મદદથી નીચે પ્રમાણે મેળવી શકાય છે :
∠AOQ = ક્રાંતિકોણ C (યુગ્મકોણ)
ત્રિકોણમિતિ ઉપરથી,
જેની ઉપરથી,
r = h tan ∠ C
પ્રવાહીના વક્રીભવનાંક 
ઉપરથી Cનું મૂલ્ય મેળવી, ઉપરના સૂત્ર વડે rનું મૂલ્ય મેળવાય છે.
પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનનાં ઉદાહરણો : (1) વસ્તુને ઝળહળતી કરવામાં હીરાનો વક્રીભવનાંક બહુ ઊંચો છે અને તેને માટે ક્રાંતિકોણ(C)નું મૂલ્ય 24o છે. જો હીરાને યોગ્ય રીતે કાપવામાં આવે તો તેની પ્રત્યેક સપાટીમાંથી અંદર દાખલ થતો પ્રકાશ, પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન પામીને ઉપરની સપાટીમાંથી બહાર આવે છે અને હીરો પ્રકાશથી ઝળહળી ઊઠે છે.
કાચની બનાવટ દરમિયાન તેમાં સીસું ભેળવવામાં આવે તો તેનો વક્રીભવનાંક ખૂબ ઊંચો જાય છે. આવા કાચ(cut glass)માંથી પાત્રો બનાવતાં, તેમાં દાખલ થતા પ્રકાશનું પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન થઈ તે ઝળહળી ઊઠે છે. આમ, જેમ વક્રીભવનાંક ઊંચો તેમ પ્રકાશનું પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન વધુ ને વધુ ઝળહળાટ મેળવી શકે છે.
આકૃતિ 3 : શરીરની બખોલ જોવા માટેનો પ્લાસ્ટિકનો પોલો સળિયો
(2) શરીરની અંદર આવેલ બખોલ(cavity)ના નિરીક્ષણમાં આકૃતિ 3માં દર્શાવ્યા પ્રમાણેના ‘ટ’ના આકારની એક વાંકીચૂકી પ્લાસ્ટિકની નળીના એક છેડેથી પ્રકાશને, ક્રાંતિકોણના અંશ કરતાં વધુ અંશે દાખલ કરવામાં આવે છે. પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન પામીને પ્રકાશ બીજા છેડેથી બહાર આવે છે. દાંતના દાક્તર તથા વાઢકાપ કરનાર દાક્તર (સર્જ્યન) આવી નળીનો ઉપયોગ, શરીરની બખોલ જોવા માટે કરે છે.
આકૃતિ 4(a) : રણમાં દેખાતું મૃગજળ
આકૃતિ 4(b) : દરિયાની સપાટી પર દેખાતું મૃગજળ
(3) મૃગજળ(mirage)ની ઉત્પત્તિમાં વાતાવરણની હવાનાં જુદા જુદાં સ્તરનાં તાપમાન એકસરખાં ન રહેતાં તેમાં વધઘટ થવાને કારણે જુદા જુદા સ્તરના વક્રીભવનાંક જુદા જુદા હોય છે. આથી વાતાવરણની હવામાં પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની ઘટના શક્ય બને છે. તેને કારણે રેતીના રણમાં તેમજ દરિયાના પાણીની સપાટી ઉપર મૃગજળ જેવી ઘટનાઓ ઉત્પન્ન થતી હોય છે. રણમાં રેતી ગરમ હોય ત્યારે રેતીની નજીકનાં સ્તરો ગરમ અને પાતળાં હોય છે. ઉપરની તરફ જતાં સ્તરો ઠંડાં અને ઘટ્ટ હોય છે. આકૃતિ 4(a)માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે ઝાડની ટોચ A આગળથી આવતો પ્રકાશ નીચેની તરફ પાતળા સ્તરોમાં જતાં તેનું પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તન થાય છે. Aમાંથી સમક્ષિતિજ દિશામાં નિરીક્ષકની આંખમાં પ્રવેશતું કિરણ અને પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તિત કિરણને પાછળની તરફ લંબાવતાં, Aના આભાસી પ્રતિબિંબ A’ આગળ મળે છે. તેથી ઝાડ આગળ મૃગજળ દેખાય છે. જો નિરીક્ષક A તરફ આવે તો તે દેખાતું બંધ થાય છે.
આથી ઊલટી ઘટના દરિયાની સપાટી ઉપર બને છે. પાણીની સપાટીના સંપર્કમાં આવેલા હવાના સ્તરનું તાપમાન ઓછું હોય છે અને ઉપરની તરફ જતાં હવાના સ્તરોનું તાપમાન વધી, ઘટ્ટ બનતું જાય છે. તેથી પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની ઘટનાને કારણે આકૃતિ 4(b)માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે દરિયાની સપાટી ઉપર રહેલું જહાજ હવામાં ઊંચે હોય તેવો ભાસ થાય છે.
(4) નિકોલ પ્રિઝમની રચનામાં આઇસલૅન્ડ સ્પાર(CaCO3)ના પારદર્શક સ્ફટિકમાંથી સામાન્ય (અધ્રુવીભૂત) પ્રકાશ પસાર થાય ત્યારે બે વક્રીભૂત તથા એકબીજાને કાટખૂણે આવેલાં સમતલમાં તલધ્રુવીભૂત (plane polarised) કિરણો મળે છે. તેમનાં કંપનો એકબીજાંને કાટખૂણે સમતલમાં થતાં હોય છે. બેમાંના એક પ્રકાશનો વક્રીભવનાંક સામાન્ય વક્રીભવનાંકની ઘટનાની જેમ અચળ હોય છે. તેને સામાન્ય કિરણ (ordinary ray) કહે છે; જ્યારે બીજા કિરણના વક્રીભવનાંકનું મૂલ્ય, સ્ફટિકમાં પ્રકાશની દિશા સાથે બદલાતું રહે છે. તેને અસામાન્ય કિરણ (extraordinary ray) કહે છે. પૂર્ણ આંતરિક પરાવર્તનની ઘટનાની મદદથી, અસામાન્ય કિરણનો લોપ (elimination) કરીને, ફક્ત એક જ પ્રકાશકિરણ મેળવતાં, નિકોલ પ્રિઝમ બને છે. નિકોલ પ્રિઝમનો ઉપયોગ ધ્રુવીભૂત પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરનાર ધ્રુવક (polariser) તરીકે તેમજ આપેલા પ્રકાશનું વિશ્લેષણ કરવા માટેના વિશ્લેષક (analyser) તરીકે કરવામાં આવે છે.
એરચ મા. બલસારા