위키득계정 ↗
과학

스넬의 법칙

스넬의 법칙과학
영어
Snell’s law
다른 이름
굴절 법칙
식
n₁sinθ₁=n₂sinθ₂
각도의 기준
경계면의 법선
스넬의 법칙은 두 매질의 경계에서 빛의 입사각과 굴절각을 굴절률로 연결하는 법칙이다. n₁sinθ₁=n₂sinθ₂로 쓰며 두 각은 경계면 자체가 아니라 경계에 수직인 법선을 기준으로 잰다.

각도를 어디서 재나

입사점에서 경계면에 수직인 선을 긋고 입사광과 굴절광이 그 선과 이루는 각을 각각 θ₁,θ₂로 쓴다. 표면과 이루는 각을 그대로 대입하면 보각 관계를 놓쳐 계산이 달라진다. 법선 입사에서는 두 각 모두 0이다.

굴절률이 커지는 경우

빛이 작은 굴절률에서 큰 굴절률로 들어가면 굴절광은 법선에 가까워진다. 예를 들어 n₁=1, n₂=1.5이고 입사각이 45°라면 sinθ₂=sin45°/1.5여서 굴절각은 약 28.1°다.

반대 방향과 전반사

큰 굴절률에서 작은 굴절률로 진행하면 굴절광은 법선에서 멀어진다. 입사각이 충분히 커져 식이 sinθ₂>1을 요구하면 전파하는 굴절광이 존재하지 않는 전반사 조건에 들어간다. 계산 결과를 단순히 90°보다 큰 굴절각으로 읽으면 안 된다.

무엇을 알려 주나

스넬의 법칙은 광선의 방향을 연결한다. 반사되는 빛과 투과되는 빛의 세기 비율까지 이 식 하나가 정하는 것은 아니다. 또한 실제 계산에서는 파장에 맞는 굴절률을 사용하고 등방적인 보통 매질에 대한 기본 법칙의 적용 조건을 확인해야 한다.

관련 문서

굴절 / 전반사 / 빛 / 사인 함수 / 파장 / 반사 / 편광 / 브루스터 각