スネルの法則

定義

光が異なる媒質の境界を通るとき、入射角と屈折角の関係を表す法則である。
媒質ごとに決まる屈折率によって、光の進む向きが変わる。

イメージ

空気から水に光が入ると、光は境界で折れ曲がる。
これは、水の中では光の速さが遅くなるためである。

イメージとしては、進みにくい場所に入ると進行方向が変わる。
つまり、光は速さが変わることで進む方向も変わる。

数式

\[n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂\]

\(n₁\)：入射側の媒質の屈折率
\(n₂\)：屈折側の媒質の屈折率
\(θ₁\)：入射角（法線からの角度）
\(θ₂\)：屈折角（法線からの角度）

屈折率 \(n\) は、光の速さ \(v\) を使って

\[n = \frac{c}{v}\]

\(c\)：真空中の光の速さ（約3.0×10⁸ m/s）
\(v\)：媒質中の光の速さ（m/s）

ポイント

• 角度は必ず「法線（境界に垂直な線）」から測る
• 屈折率が大きい媒質に入ると、光は法線に近づく方向に曲がる
• 速さが変わることで方向が変わるが、振動数は変わらない