물리학 / 광학
스넬의 법칙 계산기: 굴절과 임계각
두 물질의 굴절률과 입사각으로 빛이 얼마나 꺾이는지 계산하고, 전반사의 임계각을 구하며, 목록에서 물, 유리, 다이아몬드 같은 일반적인 물질을 선택합니다.
스넬의 법칙 계산기: 굴절과 임계각: n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂로 굴절각을 구합니다. 공기에서 물로 들어가는 빛은 30°에서 22.04°로 꺾이며 법선 쪽으로 향합니다. 반대로 물에서 공기로 나갈 때는 임계각 48.63°를 넘는 빛이 물 밖으로 전혀 나가지 못하고 되돌아 반사됩니다. 이를 전반사라고 합니다. 서버에 파일을 전혀 업로드하지 않고 브라우저에서 100% 로컬로 실행됩니다.
- 카테고리
- 학교 및 학습 도구
- 실행 횟수
- 브라우저에서
- 비용
- 무료 · 가입 불필요
- 사용 가능 여부
- 사용 가능
브라우저에서 전부 실행됩니다
빛은 굴절률이 다른 물질로 들어가는 경계에서 방향이 바뀝니다. n₁ sin θ₁ = n₂ sin θ₂이며, 각도는 표면에 수직인 선인 법선에서 잽니다. 더 조밀한 매질로 들어가면 법선 쪽으로 굴절됩니다. 덜 조밀한 매질로 들어가면 법선에서 멀어지는 방향으로 굴절되며, 임계각을 넘으면 빛이 전혀 빠져나가지 못합니다. 이것이 광섬유가 작동하고 다이아몬드가 반짝이는 원리입니다. 굴절률은 황색광 기준이며 색상에 따라 조금씩 달라집니다.
광섬유
유리 광섬유의 코어는 클래딩보다 굴절률이 약간 높습니다. 따라서 임계각보다 큰 각도로 경계에 입사한 빛은 전반사되어 손실을 거의 일으키지 않고 광섬유를 따라 수 킬로미터를 이동합니다.
프리셋
물 1.333, 크라운 유리 1.52, 아크릴 1.49, 다이아몬드 2.417은 나트륨 황색광에 대한 표준값입니다. 실제 시료는 온도와 조성에 따라 약간씩 달라집니다. 굴절이 아닌 초점 조절에는 렌즈 방정식 계산기를 사용해 이미지가 형성되는 위치를 계산하십시오.
사용 방법
- 두 물질의 굴절률을 선택하거나 입력합니다.
- 법선에서 측정한 입사각을 입력하거나 드래그합니다.
- 굴절각과 임계각을 확인하고 도표를 살펴봅니다.
개인정보 보호 및 제한사항
모든 계산은 브라우저에서 실행됩니다.
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자주 묻는 질문
법선이란 무엇인가요?
빛이 닿는 표면에 직각으로 그은 선입니다. 모든 각도는 표면이 아니라 법선을 기준으로 측정합니다.
다이아몬드는 왜 반짝이나요?
다이아몬드의 굴절률은 2.42이므로 임계각이 24.4°에 불과합니다. 따라서 다이아몬드에 들어간 빛은 빠져나오기 전에 내부에서 여러 번 반사됩니다.
색에 따라 굴절률이 달라지는 이유는 무엇인가요?
대부분의 물질은 빨간빛보다 파란빛을 더 많이 꺾습니다. 이 때문에 프리즘이 백색광을 스펙트럼으로 나눕니다. 프리셋은 589 nm의 노란빛을 기준으로 합니다.
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