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플라스틱 블록에 굴절되고 있는 광선.

굴절률(屈折率, refractive index)은 투명한 매질로 빛이 진행할 때, 광속이 줄어드는 비율을 가리킨다. 진공중에서의 광속을 라고 하면 굴절률이 인 매질 내에서 빛의 속도는 으로 줄어든다. 예를 들어 굴절률 1.5인 유리에서의 광속은 이다.

굴절률이 서로 다른 매질의 경계면에서는 빛이 스넬의 법칙에 따라 휘게 되며, 입사각에 따라 일부는 반사하게 된다.

목차

정의편집

굴절률  위상속도  와 물질 내에서의 위상속도  의 비로 정의된다.

 

빛과 매질의 교차편집

빛이 입자나 파동으로 생각할 수 있듯, 광학에서는 파동으로 다룬다. 파동은 다른 매질에서 다른 속도로 진행한다. 예를 들어, 물을 통과할때의 속도와 공기를 통과할 때 속도에는 차이가 있다. 빛이 하나의 매질에서 다른 매질로 넘어 통과할 때, 같은 파동이 다른 속도로 진행한다. 이 과정을 다음과 같이 생각할 수 있다. 빛 파동이 투명한 물질로 들어가고 그 물질을 이루는 원자들의 전자들을 여기시킨다. 여기된 전자들은 그 고유의 빛 파동을 방출한다. 원자들 사이에서 빛은 빛의 속도( )로 진행한다. 그러나 유리의 경우, 빛의 속도는 약  이다.

굴절률은 빛의 전파속도 뿐만이 아니라, 굽힙각(bending angle)과 물질에 의해 전파와 굴절된 양으로 기술된다. 또한 브루스터 각(Brewster angle), 편광이 완전 흡수 될 때의 슬런트 각(slant angle)으로 정의된다.

각 매질로 부터의 빛의 반사되는 양은 접촉면에서의 굴절률 변화의 제곱에 비례한다:

 

공기와 유리의 굴절률은 각각  이다. 그러므로 빛의 반사된 양은 약 4% 이다.

같이 보기편집

외부 링크편집