굴절률

refractive index

1 개요

빛이 서로 다른 매질을 통과하면 그 경계면을 기점으로 빛의 방향이 꺾여진다. 이것은 빛의 속력이 어떤 매질을 통과하느냐에 따라 달라지기 때문이다. 빛은 서로 다른 두 지점을 이동할 때 최단 시간에 도달하도록 경로를 정하는 성질이 있다.
이 때 빛이 꺾어지는 정도를 상대적으로 나타낸 것이 굴절률이다. 굴절률은 일반적으로 빛의 파장에 따라서 달라진다.

1.1 상대 굴절률

빛이 매질 A에서 매질 B로 이동할 때 A에서의 속도를 V_a, B에서의 속도를 V_b라 하면 매질 A에 대한 B의 상대굴절률 n_ab는 다음과 같이 정의된다.
[math] n_{ab} = \frac{v_a}{v_b} [/math]

1.1.1 성질

입사각을 θ_a, 굴절각을 θ_b, 매질 A에서의 파장을 λ_a, 매질 B에서의 파장을 λ_b라 하면 다음과 같은 식이 성립한다.
[math] \displaystyle n_{ab} = \frac{v_a}{v_b} = \frac{\sin\theta_a}{\sin\theta_b} = \frac{\lambda_a}{\lambda_b} [/math]

1.2 절대 굴절률

진공에서의 빛의 굴절률을 1이라 정의하고 다른 물질들의 굴절률을 계산한 것을 절대굴절률이라 한다.
[math] n = \frac{c}{v} [/math]
빛은 진공에서의 속력이 가장 빠르기 때문에 모든 물질의 굴절률은 1보다 크다.

1.2.1 여러 가지 물질의 절대굴절률

물질	절대굴절률
진공	1
공기	1.0003
얼음	1.31
물	1.33
이산화규소	1.46
사염화탄소	1.46
벤젠	1.50
소금	1.54
산화알루미늄	1.77
질소화붕소	2.17
다이아몬드	2.419

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