물리학 · 빛과 물질의 이중성

빛의 굴절과 전반사

입사각과 매질 조합을 바꾸며 스넬 법칙, 임계각, 전반사를 한 화면에서 비교하고 광섬유 내부의 빛 전달까지 연결해 보세요.

빛은 굴절률이 큰 매질일수록 더 느리게 진행하며, 그 속도 차이 때문에 경계면에서 경로가 꺾입니다.

🔍 빛의 굴절과 전반사

모드굴절 법칙
매질 1공기 (n₁ = 1.00)
매질 2물 (n₂ = 1.33)
스넬 법칙: n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂
입사각θ₁ = 30.0°
굴절각θ₂ = 22.1°
전반사 조건 (n₁ > n₂): 현재 조합에서는 임계각이 정의되지 않습니다.
현재 상태굴절
광섬유: 코어(n = 1.60) > 클래딩(n = 1.40)
전반사를 이용해 빛 신호를 전달합니다.
빛의 속도는 v = c / n 입니다. 굴절률이 클수록 빛의 속도가 느려지고, 파면의 한쪽이 먼저 늦어지며 경로가 꺾입니다.

광섬유 활용

코어의 굴절률이 클래딩보다 더 크기 때문에, 빛은 코어 내부 경계면에서 전반사를 반복하며 멀리 전달됩니다.

전반사!