빛의 반사와 굴절

[김동석]

빛의 반사와 굴절               

파동이 진행하다가 장애물의 모서리에서 휘어져 그 뒷부분까지 전달되는 현상을 파동의 회절이라 한다. 파동은 파장이 길수록, 슬릿의 폭이 좁을 수록 회절하는 정도가 크다. 파장이 짧을수록 직진성이 강하다.

빛이 진행하다가 매질의 경계면에서 반사할 때 입사각(i)과 반사각(r)은 항상 같고 입사 광선, 반사 광선 및 반사면에 수직한 법선은 동일한 평면 내에 존재한다.

굴절률이 더 큰 즉, 광학적으로 더 밀한 매질로 입사하다가 반사한 빛의 위상은 1800 만큼 변한다.
굴절률이 더 작은 즉, 광학적으로 소한 매질로 입사하다가 반사한 빛의 위상은 변하지 않는다.

빛의 굴절은 빛이 매질의 경계면에서 진행 방향이 변하는 현상으로 매질에 따라 빛의 진행 속도가 다르기 때문에 나타나는 현상이다.
스넬의 법칙은 굴절의 법칙이며 굴절이 일어날 때 입사각과 굴절각의 사인값의 비는 일정하며, 이 값은 각 매질에서의 빛의 속도의 비와 같다.
n₁₂ = sini/sinr = v₁/v₂ = λ₁/λ₂ = n₂/n₁

[확인]

1. 우리가 벽을 사이에 두고 서로 이야기를 할 때 상대방의 모습을 볼 수는 없으나 목소리는 들을 수 있는 것은 파동의 어떤 현상으로 설명할 수 있는가?
2. 빛이 소한 매질에서 밀한 매질로 진행하다가 반사하는 경우 위상이 얼마만큼 변하는가?
3. 공기에서 유리 즉 빛이 광학적으로 소한 매질에서 밀한 매질로 진행할 때 굴절각은 입사각보다 커지는가, 작아지는가, 아니면 변함이 없는가?