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상식_뜻과_유래

스넬의 법칙 snell's law 빛의 반사와 굴절

by 즈칸루하 2015. 8. 10.

 

스넬의 법칙(snell's law)이란 굴절의 법칙이란 말과 같습니다.

이름이 또 있네요 스넬-데카르트 법칙이라고도 합니다.

 

네덜란드의 빌러브로어트 스넬리우스의 이름을 딴 법칙이네요. 네덜란드이름이 친숙하지 않아서 부르기도 힘듭니다.

 

파동이 물이나 유리 등의 매질이 다른 물체를 통과하면서 생기는 굴절을 정리한 법칙이고 보시면 되겠습니다.

흔히 물 속에 막대등을 넣어서 보면 막대가 굽어보입니다. 이것은 빛이 일으키는 굴절 때문에 그렇게 보이는 것입니다. 

 

굴절은 파동의 진행속도 차이로 생기는 현상입니다.

 

위에서 예를 든 것 처럼 물속에 들어간 막대가 휘는 이유는 빛의 굴절 때문입니다.

물 굴절을 만들어 내는 것이죠.

다시말하면 빛이라는 파동이 (빛은 입자의 성질과 파동의 성질 두가지를 모두 가지고있죠)

물이라는 매질을 지날 때 파동의 속도가 달라져서 진행방향이 변하게 되는 것입니다.

 

간단한 그림을 하나 보겠습니다.

 

 

그림에서 붉은 색의 진행을 빛의 기본 속도를 이라고 했들 때 굴절률과 파의 진행속도의 관계를 다음과 같은 식으로 표현할 수 있습니다.

 

 

빛의 방향을 표현한 붉은색 선을 기준으로 가상의 삼각형을 만들면 두 직각삼각형이 생깁니다.

그리고 공통의 빗변이 생기므로 아래의 식으로 비례관계를 표현할 수 있습니다.

 

이게 바로 스넬의 법칙입니다.

스넬의 법칙이 이야기하는 것은 굴절의 정도가 두 매질의 굴절률의 비로 인해서 이지 굴절률과는 상관이 없다는 것을 말합니다.

위 식의 마지막에서 보여줍니다.

이것을 상대굴절률이라고도 합니다.

 

아래는 매질에 따른 굴절률입니다.

물질 - 굴절률

진공 - 1.00

물 - 1.33

에탄올 - 1.36

석영 유리 - 1.46

수정 - 1.54

사파이어 - 1.77

다이아몬드 - 2.42

 

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