屈折の法則

媒質 $1$ $1$ から媒質 $2$ $2$ へ光が入射するとき，入射角を $θ_{1}$ $θ_{1}$ ，屈折角を $θ_{2}$ $θ_{2}$ とすると以下の関係が成り立つ．

$\frac{AC}{BD} = \frac{\sin θ_{1}}{\sin θ_{2}} = n_{12} =$ $\frac{AC}{BD} = \frac{\sin θ_{1}}{\sin θ_{2}} = n_{12} =$ 一定

$n_{12}$ $n_{12}$ は媒質 $1$ $1$ , $2$ $2$ によって決まる定数で，媒質 $1$ $1$ に対する媒質 $2$ $2$ の（相対）屈折率 (refractive index)という．

フェルマーの原理による説明

媒質 $1$ $1$ が真空（≒空気）のとき，真空に対する媒質 $2$ $2$ の屈折率 $n_{2}$ $n_{2}$ を媒質 $2$ $2$ の絶対屈折率という．

媒質 $1$ $1$ , $2$ $2$ の絶対屈折率をそれぞれ $n_{1}$ $n_{1}$ , $n_{2}$ $n_{2}$ とすると，媒質 $1$ $1$ に対する媒質 $2$ $2$ の相対屈折率は

$n_{12} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$ $n_{12} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$

と表される（屈折率の詳細）．

入射角 $θ_{1}$ $θ_{1}$ が屈折角 $θ_{2}$ $θ_{2}$ より大きいとき媒質 $1$ $1$ は媒質 $2$ $2$ より光学的に疎であるといい，媒質 $2$ $2$ は媒質 $1$ $1$ より光学的に密であるという（ $n_{2} > n_{1}$ $n_{2} > n_{1}$ ）．したがって，「屈折率の大きい方が光学的に密である」といえる．

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学生スタッフ作成

2021年11月12日