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1[정보통신기사 필기] 21년 1회차
스넬의 법칙(Snell's law)이란 광선 또는 전파가 서로 다른 매질의 경계면에 입사하여 통과할 때 입사각과 굴절각과의 관계를 표현한 법칙이다. 다음 그림과 같이 굴절률이 n1과 n2로 서로 다른 두 매질이 맞닿아 있을 때 매질을 통과하는 빛의 경로는 매질마다 광속이 다르므로 휘게 되는데, 그 휜 정도를 빛의 입사 평면상에서 각도로 표시하면 θ1과 θ2가 된다. 이때 스넬의 법칙으로 n1, n2, θ1, θ2의 상관관계를 올바르게 정의한 것은?
1
n1+cosθ1 = n2+sinθ2
2
n1+cosθ2 = n2+sinθ2
3
n1(sinθ1) = n2(sinθ2)
4
n1(sinθ2) = n2(sinθ1)
해설
스넬의 법칙은 경계면 양쪽에서 굴절률과 입사각 사인의 곱이 같다는 관계, 즉 이다.
그림에서 P에서 온 빛이 경계면(Interface) 위의 점 O에 입사해 굴절률 n1·광속 v1인 매질에서 n2·v2인 매질로 들어가며, 법선(normal)과 이루는 각이 각각 θ1, θ2로 표시되어 있다.
매질별 광속으로 바꿔 쓰면 이므로, 굴절률이 큰 매질 쪽에서 각이 작아진다.
그림처럼 굴절광이 법선 쪽으로 꺾여 θ2 < θ1이면 n2 > n1이며, 광섬유의 전반사 임계각도 이 식에서 유도된다. 굴절률과 각을 더하는 형태나 첨자를 엇갈려 곱한 형태는 성립하지 않는다.
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