反射と屈折の計算

カテゴリ: 波動 | ツール番号: 25

スネルの法則: n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂
臨界角: θc = arcsin(n₂ / n₁)

計算したい項目

屈折角 θ₂ を求める入射角 θ₁ を求める臨界角 θc を求める屈折率 n₂ を求める

スネルの法則: n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂

光が媒質1から媒質2に入射角度θ₁で当たり、屈折角θ₂で進む時の関係

臨界角（全反射の条件）: θc = arcsin(n₂ / n₁)

n₁ > n₂（光速が速い媒質から遅い媒質）の時、θ₁がある角度を超えると全反射が起きる

💡 光の曲がり方: 光は速度の速い媒質から遅い媒質に進むと進行方向が境界面に近づく（屈折角が小さくなる）。これを「法線側に bent toward the normal」という言い方をします。

問題: 空気(n₁=1.0)から水(n₂=1.33)に光が入射角30°で進入した時の屈折角を求めよ。

解答: sinθ₂ = (n₁/n₂) × sinθ₁ = (1.0/1.33) × sin30° = 0.75 × 0.5 = 0.375
θ₂ = arcsin(0.375) ≈ 22.0°

📖 関連知識: 水中の魚から空気をえると水面が鏡のように見えるのは全反射 때문입니다。臨界角より大きい角度で光が水面に当たるとすべて反射されます。