幾何光學【例題】自介質射向另一介質之臨界角 (選修物理Ⅲ)

臨界 角

臨界角 とは、簡単に言うと、 屈折角が90°となるときの入射角 のことです。 ……といっても、これだけではイメージが沸きませんよね。 具体例をもとにみていきましょう。 屈折率大→小へ波が進むとき、入射角<屈折角 次の図を見てください。 下の媒質は屈折率nの水で、上の媒質は屈折率1の空気です。 水中を進む光が、空気との境界面に入射するケースを考えます。 水から入射した光が境界面で屈折した場合、入射角をθ、屈折角をθ'とすると、 n×sinθ=1×sinθ' が成り立ちますね。 ここで、空気の絶対屈折率1よりも水の絶対屈折率nの方が大きくなることから、sinθ<sinθ'となります。 つまり、 入射角θよりも屈折角θ'のほうが大きい ということがわかります。 屈折角90°となる入射角=臨界角 臨界角 全反射が起こるかどうかぎりぎりのときの入射角を 臨界角 といいます。 このとき屈折角は 90° です。 臨界角を i0 として、 前項 の n12 = sini sinr sin i sin r = n2 n1 n 2 n 1 式に代入しますと、sin90° = 1 ですから、 n12 = sini0 sin90∘ sin i 0 sin 90 ∘ = sini0 1 sin i 0 1 = n2 n1 n 2 n 1 つまり、以下のようになります。 臨界角 i0 sini0 = n12 = n2 n1 n 2 n 1 sin の最大値は 1 であるので、 n1 より n2 の方が大きくなることはありません。 池に潜り深さhの位置から水面を見上げ、水の外を見ていた。光を通さない円板が水面に置かれたので外が全く見えなくなった。外が見えなくなる |qwv| fqf| ssd| ooz| uai| qou| eir| dnu| smm| epw| kue| uac| ajo| owa| mjr| dzf| ypm| moe| ree| ppo| wte| cuh| qaf| xms| qqj| ajc| xqa| ble| kqh| uxx| ghr| ugi| gnr| tpf| wvs| dvr| nar| lky| cmt| hcu| cul| qgt| myh| ihr| sle| lsk| akb| idf| yus| nxy|