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빛의 반사,굴절,전반사에 관한 내용으로써 Snell's law는 첨부file을 보면 되므로 생략하겠습니다. (1)빛은 전자파이며,운동량을 가진 광자라는 입자와 동시에 파동입니다. 빛의 파장 λ=c/ν(c:진공에서의 광속도,ν:빛의 진동수)로써 고체의 광투과율 T=I/Io=(1-R)²exp(-μx) -------(식1) 로 나타낼 수 있다. (I :투과광강도,Io:입사광강도,R:반사율,μ:흡수계수,x:고체의 두께) (2)빛의 굴절:빛의 굴절률 n과 고체표면에서의 반사율R과의 관계는 R=[(n-1)/(n+1)]²---------(식2) 로 나타내어 진다. 즉 굴절률(n)이 커질수록 반사율(R)도 커진다. 그리고 (식1)에 의하여 R이 큰 물질일수록 광투과율 T는 작게된다. (3)매질에 따른 빛의 반사 및 굴절 앞서 빛의 속도는 매질에 따라 변화하는데 밀도가 높은 매질에서는 빛의 속도(물질속의 진행파 속도)가 늦어 지는데 즉,n=ν/νo ---(식3) 로 나타낼 수 있다.(n:굴절율,νo:진공속의 속도) 이는 다시 말하면 빛이 매질에 투사되면 일부는 표면에서 반사되고, 나머지는 물질속을 진행한다.진행하는 빛은 입사광의 방향이 물질표면에 수직이 아닌한,일반적으로 그 방향을 바꾸게 된다. 즉,빛이 굴절 (refraction)된다. Snell's law에 의하여 임계각 θ=sin­-¹(n₂/n₁) ------(식4) 즉,어떤 각도의 sin함수 값도 1을 초과할 수 없으므로 (식4)가 해를 가질려면 n₂가 n₁보다 작아야 한다. 이는 빛이 굴절률이 낮은 매질로 부터 높은 매질로 진행할 때는 전반사(Total internal reflection)가 일어 날 수 없음을 의미한다. 즉,공기(굴절율이 작음) -> 유리(굴절율이 큼)로 될때는 반사,굴절이 일어나며(전반사는 없음), 유리 -> 공기로 될때는 반사,굴절,전반사가 일어날 수 있다는 것이다. 즉 광선의 입사각이 임계각 θc보다 커지면 항상 전반사가 일어나며,임계각으로 입사한 광선은 공기-유리 경계면을 따라 진행한다. (참고:이와 같은 전반사를 응용한 대표적인 것이 광섬유임) 따라서 결론은 반사,굴절에 의하여 빛의 일부분이 감소함. 위의 site에 log onto하면 Java calculation이 나오므로,이에서 가상 계산을 할 수 있습니다.

굴절이나 반사가 왜 일어나는가를 잘 따져보면 물리적인 상황을 이해할 수 있을 듯 합니다. 빛(전자기파)이 진행하다가 광학적인 성질이 다른 물질을 만나면 굴절이나 반사가 일어나나 물질의 표면 성질에 따라 굴절과 반사가 동시에 일어납니다. 교재에서 굴절 따로 반사 따로 배우기 때문에 혼동할 수 있으나 어느 물질을 만나든지 두가지가 정도의 차이는 있으나 동시에 일어나고 두가지 성질에 따른 빛의 강도는 서로 합하면 입사했던 빛의 강도(에너지라고 해야 더 정확)와 같습니다. 굴절율이 낮은 물질(예: 공기)에서 굴절율이 높은 물질(예: 유리)로 빛이 입사하면 대부분 굴절을 해서 투과하고 일부(대략 4%정도)는 반사합니다. 이동통신에서 사용하는 GHz 대역의 전파가 도시나 초원을 통과할 때 입사하는 각도에 따라 일부는 표면에서 반사하고 일부는 굴절이 되어 흡수가 됩니다. 이동통신 관련 논문을 보면 수많은 물질에 전파가 입사할 때 입사각과 반사, 흡수율을 실험과 공식으로 보여주는 데이터들이 많이 나와있습니다. 반사에는 스넬의 법칙만 있는 것이 아니라 여러 조건을 가정한 반사의 법칙이 있고 또 물질의 종류에 따라 반사와 굴절을 동시에 나타내는 복소수를 사용한 반사의 법칙도 있으니까 어려운 책을 보면 자세히 나와있으므로 반사의 법칙이라면 스넬의 법칙만 연상해서는 안됩니다. 그런데 굴절율이 높은 물질에서 낮은 물질로 빛이 비스듬히 입사하면 입사하는 각도에 따라 일부는 굴절해서 나가고 일부는 반사를 해서 다시 굴절율이 높은 물질로 되돌아옵니다. 이때 반사와 굴절이 일어나는 비율은 입사각도에 따라 다릅니다. 그런데 입사각이 어느 특정 각도 이상일 때는 굴절이 전혀 일어나지 않고 반사만 일어나는 각도가 존재하고 이 각도를 임계각이라고 하고 임계각 보다 더 큰 각도로 입사하면 모두 반사를 합니다. 물론 물질 안에서 빛이 이동할 때 물질의 성질에 따른 흡수율이 있으므로 그 만큼 줄어들겠지요. 전파가 지표면에 비스듬히 입사할 때 어느 특정각이 되면 전부 흡수되고 반사가 일어나지 않는 곳이 존재하는데 이 각도를 브루스터각이라고 합니다. 임계각과 비교를 하면 더 구분이 확실해질겁니다. 또 전파나 빛과 같은 전자기파는 편광이 일어나는 정도와 편광 종류에 따라서 반사나 굴절이 일어나는 비율이 틀리기 때문에 인터넷에 있는 단순한 굴절, 반사에 따른 비율만 따져서는 곤란한 일이 생길 수도 있습니다. 반사나 굴절에 대한 내용은 광학책이나 원자물리, 고체물리에서 다루고 있으므로 참고하면 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. >굴절률이 큰 곳에서 작은 곳으로 빛이 이동하면 (A->B) 스넬스 법칙을 적용해서 >임계각이 결정될 수 있고 입사각이 임계각 보다 커지면 전반사가 발생하여 그만큼 덜 B쪽으로 빛이 나온다는 것은 알겠는데요. > >굴절률이 작은 곳에서 큰 곳으로 빛이 이동하는 경우에는(B->A) 빛이 굴절률이 큰 곳으로 나올때 반사 같은 손실이 발생하나요? 발생할 수 있는 손실이 어떤게 있을지 알려주심 감사하겠습니다. > >그럼 수고하세요~