屈折率と入射角から屈折角・臨界角を計算
n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂
境界面で光が屈折するとき、スネルの法則(屈折の法則)が成り立ちます。
n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂
これを θ₂ について解くと θ₂ = arcsin( n₁ sinθ₁ / n₂ ) です。角度 θ は境界面の法線から測ります。
臨界角は n₁ sinθc = n₂ より θc = arcsin( n₂ / n₁ )(n₁>n₂ のときのみ存在)。
| 媒質 | 屈折率(目安) |
|---|---|
| 真空 | 1(定義) |
| 空気 | 1.0003 |
| 水 | 1.33 |
| ガラス(クラウン) | 1.5〜1.52 |
| ダイヤモンド | 2.42 |
例:空気→水(n₁=1, n₂=1.33)に θ₁=30° で入射 → θ₂ = arcsin(1×sin30°/1.33) = arcsin(0.376) ≈ 22.08°。光は法線側に曲がります。