Snell의 법칙은 법 광선의 굴곡 량을 예측할 수 있기 때문입니다. 굴절의 법칙은 빛이 물, 유리 또는 공기 등과 같은 두 개의 다른 매체 사이를 이동할 때 (한 매체에서 다른 유형의 매체로) 광선을 구부리는 것입니다. 이 법칙은 서로 다른 두 매체에서 접할 때 입사 광선 (빛)의 각도와 투과 된 광선 (빛)의 각도 사이의 관계를 제공합니다. 현상 법칙은 모든 유형의 재료, 특히 광섬유 케이블에서 볼 수 있습니다. Willebrord Snell은 1621 년에 굴절 법칙을 인정했으며 나중에이를 Snell의 법칙으로 명명했습니다. 그것은 빛의 속도와 굴절률을 계산할 수 있습니다. 광선 경계선을 통해 두 개의 다른 매체에서 인터페이스합니다. 이 문서에서는 전체 Snell의 법칙 워크 시트를 설명합니다.
Snell의 법칙은 무엇입니까?
정의: Snell의 법칙은 굴절의 법칙 또는 Snell의 데카르트라고도합니다. 광선이 한 매체에서 다른 유형의 매체로 이동할 때 굴절률 또는 위상 속도의 역수 비율과 동일한 입사각 굴절의 사인 비율로 정의됩니다. 광선이 두 등방성 매체 사이를 이동할 때 입사각과 굴절각 사이의 관계를 제공합니다. 또한, 입사각과 굴절각은 일정합니다.
스넬의 법칙 공식
Snell의 법칙의 공식은,
사인 α1 / 사인 α2 = V1 / V2
또는
사인 α1 / 사인 α2 = n2 / n1
또는
Sin i / sine r = 상수 = c
여기서 상수는 두 매체의 굴절률을 나타냅니다.
여기서 α1 = 입사각
α2 = 굴절각
V1 및 V2 = 서로 다른 두 매체의 위상 속도
n1 및 n2 = 서로 다른 두 매체의 굴절률
스넬의 법칙 방정식
이 방정식은 입사각과 입사각 사이의 관계를 제공합니다. 전염 각 매체의 굴절률과 같습니다. 다음과 같이 주어집니다.
α1 없음 / α2 없음 = n2 / n1
여기서‘α1’은 입사각을 측정합니다
‘α2’는 굴절 각도를 측정합니다.
‘n1’은 첫 번째 매체의 굴절률을 측정합니다.
‘n2’는 두 번째 매체의 굴절률을 측정합니다.
유도
원래, 스넬의 법칙 유도 Fermat의 원리에서 파생되었습니다. Fermat의 원리는 빛이 짧은 시간에 최단 경로로 이동하는 것으로 정의됩니다. 그림과 같이 일정한 광선이 주어진 법선 또는 경계선을 통해 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 것을 고려하십시오.
Snell의 법칙의 일정한 광선
광선이 경계선을 통과하면 더 작거나 더 큰 각도로 굴절됩니다. 입사각과 굴절각은 법선을 기준으로 측정됩니다.
이 법칙에 따라 이러한 각도와 굴절률은 다음 공식에서 파생 될 수 있습니다.
α1 없음 / α2 없음 = n2 / n1
빛의 속도는 두 매체의 굴절률에 따라 다릅니다.
α1 미포함 / α2 미포함 = V1 / V2
여기서‘α1’과‘α2’는 입사각과 굴절각입니다.
‘n1’과‘n2’는 첫 번째와 두 번째 매체의 굴절률입니다.
‘V1’과‘V2’는 광선의 속도 또는 속도를 결정합니다.
굴절
Snell의 굴절 법칙 한 매체에서 다른 매체로 이동하는 동안 광선의 속도가 변할 때 발생합니다. 이 법칙은 Snell의 굴절 법칙이라고도합니다. 두 개의 다른 매체를 통해 이동하는 동안 빛의 속도가 변할 때 발생합니다.
Snell의 법칙에 따른 빛의 여행
두 가지 다른 매체 공기와 물을 고려하십시오. 빛이 첫 번째 매질 (공기)에서 두 번째 (물) 매질로 이동할 때 광선은 경계면 (법선)쪽으로 또는 멀어지는 방향으로 굴절됩니다. 굴절 각도는 두 매체의 상대 굴절률에 따라 달라집니다. 광선이 법선에서 멀어지면 굴절 각도가 높습니다. 두 번째 재료의 굴절률이 첫 번째 재료의 굴절률보다 높으면 굴절 된 광선이 법선쪽으로 전파되고 굴절 각도가 작습니다. 이것은 내부 전반사를 제공합니다.
즉, 광선이 낮은 매체에서 높은 매체로 이동할 때 인터페이스와 관련하여 법선쪽으로 구부러집니다. 재료의 굴절률은 파장에 따라 다릅니다. 파장이 높으면 굴절률이 낮아집니다. 굴절률은 하나의 매체에서 다른 매체로 다양 할 수 있습니다. 예를 들어 진공 = 1, 공기 = 1.00029, 물 = 1.33, 유리 = 1.49, 알코올 = 1.36, 글리세린 = 1.4729, 다이아몬드 = 2.419입니다.
광선의 속도는 한 매체에서 다른 매체로 전파되며 사용되는 재료의 굴절률에 따라 달라집니다. 따라서이 법칙의 굴절은 인터페이스 표면에서 굴절 된 광선의 속도를 결정할 수 있습니다. 마지막으로, snell의 굴절 법칙은 모든 유형의 재료 또는 매체에 적용될 수 있습니다.
예
Snell의 법칙 예는 대부분 모든 문제와 재료에서 광섬유 케이블에서 볼 수 있습니다. 그것은에서 사용됩니다 광학 안경, 카메라, 콘택트 렌즈 및 무지개와 같은 장치.
가장 중요한 예는 액체의 굴절률을 계산하는 데 사용되는 굴절계입니다.
snell의 법칙 이론은 고속 서버가있는 통신 시스템 및 데이터 전송 시스템에 사용됩니다.
Snell의 법칙 워크 시트
입사각을 찾으십시오. 굴절 된 광선이 14도이면 굴절률은 1.2입니다.
굴절 각도 사인 1 = 14도
굴절률 c = 1.2
스넬의 법칙에서
Sin i / sin r = c
Sin i / sin 14 = 1
Sin i = 1.2 x sin 14
Sin i = 1.2 x 0.24 = 0.24
따라서 i = 16.7 도입니다.
입사각이 25도이고 굴절각이 32도이면 매체의 굴절률을 구합니다.
주어진 sin i = 25도
r = 32도없이
일정한 굴절률 = c =?
스넬의 법칙에서
Sin i / sin r = c
Sin25 / sin32 = c
C = 0.4226
입사각이 45도, 입사광의 굴절률이 1.00, 굴절 된 광선의 굴절률이 1.33이면 굴절각을 구합니다.
주어진 sin α1 = 45도
n1 = 1.00
n2 = 1.33
α2없이 =?
스넬의 법칙에서
α1없는 n1 = α2없는 n2
1 x sin (45도) = 1.33 x sin α2
0.707 = 1.33 x sin α2
α2 없음 = 0.53
α2 = 32.1도
따라서 이것은 스넬의 법칙에 대한 개요 – 정의, 공식, 방정식, 유도, 굴절 및 워크 시트. 'Snell의 굴절 법칙의 장단점은 무엇입니까?'라는 질문이 있습니다.
