In het artikel Breking der lichtstralen is aangetoond, dat de lichtstralen, uit de ééne doorzigtige middenstof in de andere overgaande, aan het grensvlak eene afwijking ondervinden en dat voor elk tweetal zelfstandigheden de hoek van inval eene vaste verhouding heeft tot den hoek van breking. Als men deze verhouding kent, kan men voor eiken invallenden straal, in welke rigting hij de grensvlakte der beide middenstoffen ook treffe, de rigting van den gebroken straal bepalen.
zij een stuk glas met eene glad geslepene oppervlakte. In de glasmassa verbeelde men zich lichtstralen, die zich van a naar de oppervlakte begeven. Alleen de loodregte straal a b gaat zonder eenige breking voorwaarts naar a°, terwijl ac, ad, ae, enz. in de rigtingen ca’, da', ea1, enz. gebroken worden. De brekingshoek wordt allengs grooter en eindelijk regt, hetgeen plaats heelt bij n. De lager vallende stralen worden niet gebroken, maar teruggekaatst.
Van n tot x gaat geen lichtstraal uit a door de oppervlakte heen, zoodat men over dien afstand het punt a niét te zien krijgt. Daarentegen aanschouwt een oog, dat zich aan de andere zijde in de rigting der stralen ma', na' oa' bevindt, het punt a als in een spiegel in a°, ofschoon de glasmassa volkomen doorzigtig en hare oppervlakte niet met foelie bekleed is.
Dit verschijnsel vertoont zich bij alle doorzigtige zelfstandigheden, en voor elk tweetal van deze bestaat een bepaalde hoek, tot aan welken de lichtstralen gebroken worden. Voor dampkringslucht en glas heeft die hoek de grootte van ongeveer 41°, dat wil zeggen, dat de stralen, die zich binnen de glasmassa bewegen en hare oppervlakte ontmoeten onder een kleineren hoek dan genoemden, de glasmassa niet meer kunnen verlaten, maar bij die oppervlakte teruggekaatst worden.
Men geeft aan dit verschijnsel den naam volkomene terugkaatsing (totale reflectie). Men kan het waarnemen, wanneer men door den bodem van een glas met water schuins naar den wand van het glas ziet, daar die wand zich bij een bepaalden stand van het oog als een spiegel vertoont.
De camera lucida rust op deze wet. Zij is door Wollaston uitgevonden en bestaat uit een klein vierzijdig glazen prisma, dat in fig. 2 in a b c d in doorsnede is voorgesteld.
De hoek bij a is regt en die bij c stomp (135°). Lichtstralen, die door de oppervlakte a d nagenoeg loodregt in het prisma dringen, bijv. van b naar c d, worden volkomen teruggekaatst, omdat de hoek, waaronder die straal c d ontmoet kleiner is dan 41°. De straal komt na de terugkaatsing in hetzelfde geval in h, en gaat van hier loodregt en dus zonder breking door den wand a b.
Als zich nu boven deze oppervlakte een oog bevindt, dan ontwaart het de van b uitgaande lichtstralen. Is het oog zóó geplaatst als in de figuur, dan ontwaart het ook nog andere lichtstralen, bijv. die van het oppervlak A B uitgaan, zoodat het den schijn heeft alsof de voorwerpen uit b op dit oppervlak gelegen zijn.
Juist hierin is de geschiktheid van dezen toestel gelegen, om voorwerpen, landschappen enz. na te teekenen, dewijl men de beelden daarvan in A B op een blad wit papier kan laten vallen. Vooral kan de camera lucida dienen tot het nateekenen van microscopische voorwerpen, waartoe Robert haar de gedaante gegeven heeft, die in fig. 3 in doorsnede is voorgesteld.
De toestel kan door middel van eene schroef a op het oculair van een microscoop bevestigd worden. Door eene kegelvormige buis gaan de stralen van de microscopische voorwerpen naar de geslepen glazen plaat b c, dringen gedeeltelijk in de rigting i m er doorheen en bereiken alzoo het oog. Ter zijde is een regthoekig glazen prisma m n o aangebragt, hetwelk op een klein onderstel om de horizontale as r draaibaar is.
Lichtstralen, die van een ter zijde geplaatst blad papier in het prisma vallen, worden door de oppervlakte n o geheel teruggekaatst, naar b c gezonden, aldaar nogmaals geheel teruggekaatst en bereiken daarna het oog. De waarnemer ziet alzoo gelijktijdig het beeld van het microscopisch voorwerp en dat van het papier, zoodat hij de omtrekken van het eerstgenoemde met een potlood kan nateekenen.
