콘텐츠
숟가락을 반 컵의 물에 넣었다고 상상해보십시오. 숟가락이 공기-물 경계에서 구부러지는 것처럼 보입니다. 이것은 물이 공중으로 들어갈 때 물 아래에서 방향으로 눈에 도달하는 광선이 바뀌기 때문입니다. 이 현상을 굴절이라고합니다. 한 매체에서 다른 매체로 통과 할 때 광선이 구부러지는 각도를 결정하는 몇 가지 요소가 있습니다.
입사각
광선이 매체 사이의 표면에 수직 인 한 매체에서 다른 매체로 (예를 들어 공기에서 유리로) 교차하는 경우 방향이 바뀌지 않고 바로 통과합니다. 그러나 표면에 직각을 이루는 각도로 표면에 닿으면 두 번째 매체로 이동할 때 방향이 변경됩니다. 첫 번째 매체에서 수직선으로 광선이 만드는 각도를 입사각이라고합니다. 두 번째 매체에서 수직선으로 광선이 만드는 각도를 굴절 각도라고합니다. 입사각 (i)과 굴절각 (r) 사이의 관계는 Snells 법칙에 의해 주어진다 : sin (r) / sin (i) = ni / nr, 여기서 ni는 첫 번째 매체의 굴절률이고 nr은 제 2 매체의 굴절률. 고정 매체 쌍의 경우 ni / nr이 고정됩니다. 따라서 입사각 (i)이 변할 때 굴절각 (r)도 변한다는 것이 명백하다.
굴절률
Snells 법칙에서, 굴절 각도는 두 매체의 굴절률의 비율 ni / nr에 의존한다는 것을 알 수 있습니다. nr이 ni보다 큰 경우 (예 : 빛이 공기 (ni = 1.0)에서 유리 (ni = 1.5)로 전달되는 경우)-굴절 각도는 입사각보다 작습니다. 즉, 광선이 두 매체가 두 번째 매체로 넘어갈 때 두 매체 사이의 표면에 수직입니다. nr이 ni보다 작은 경우, 다른 매체로 들어가는 광선은 두 매체 사이의 표면에 대해 수직으로부터 멀어 지도록 구부러진 다.
빛의 파장
굴절 각도는 또한 빛의 파장에 의존합니다. 다른 색상의 가시 광선은 다른 파장과 약간 다른 굴절률을 가지고 있습니다. 예를 들어, 백색광이 평판 유리를 통과 할 때 차이가 너무 작아 보이지 않습니다. 그러나 백색광이 프리즘을 통과하고 두 표면에서 두 번 굴절되면 각 색상이 다른 각도로 구부러져 별도의 색상을 명확하게 볼 수 있습니다.
이방성
일부 특별한 경우에, 매체에서의 굴절률은 광이 매체를 통과하는 방향에 의존 할 수있다. 특정 광물 결정은 두 방향을 따라 두 개의 별개의 굴절률을 가지며 복굴절 물질로 알려져 있습니다. 예를 들어, 토르말린은 1.669와 1.638의 두 가지 굴절률을 가진 결정입니다. 이러한 재료의 경우, 굴절 각도는 결정의 특수 축과 매체 사이의 경계 방향에 따라 달라집니다.