겉보기깊이와 실제깊이-가상실험

 

 

 

1. 파동의 굴절
⑴ 파동의 굴절：파동이 서로 다른 두 매질의 경계면에서 진행 방향이 꺾여 진행하는 현상
  ① 굴절이 일어나는 이유：매질의 종류에 따른 파동의 전파 속도가 다르기 때문이다.
  ② 굴절각：굴절파의 진행 방향과 법선이 이루는 각을 굴절각 r이라고 한다.
⑵ 굴절의 법칙：파동이 매질1에서 매질2로 진행하고, 매질1에서의 파동의 속력, 파장, 굴절률, 입사각이 각각 v1, λ1, n1, i이고, 매질2에서의 파동의 속력, 파장, 굴절률, 굴절각이 각각 v2, λ2, n2, r이라고 할 때 다음의 관계를 만족한다.

 

 

 

 

2. 빛의 굴절
⑴ 빛의 굴절：빛도 굴절의 법칙을 따르는데, 빛의 굴절의 법칙을 스넬의 법칙이라고 한다.
① 절대 굴절률：빛의 진공에서의 굴절률에 대한 물질의 상대 굴절률을 그 물질의 절대 굴절률이라고 한다.
② 진공에서의 빛의 속도를 c, 굴절률을 1, 매질에서의 빛의 속도를 v, 굴절률을 n라고 하면 빛의 매질에서의 절대 굴절률은 다음과 같다.

③ 두 매질 사이의 상대 굴절률：매질1의 굴절률을 n1, 빛의 속도를 v1, 매질2에서의 굴절률을 n2, 빛의 속도를 v2라 할 때, 매질1에 대한 매질2의 상대 굴절률은 다음과 같다.

 

 

⑵ 스넬의 법칙(빛의 굴절 법칙)

 

 

 

 

3. 실제깊이와 겉보기깊이

물속에 있는 물체를 그림(a)처럼 공기중에서 보면 실제의 깊이보다 떠보인다.
굴절률 n인 액체속에 있는 물체P는 공기 속의 E에서 볼 때 깊이 h'인 P'에 있는 것처럼 떠 보인다.
즉 P' 는 P의 떠보이는 상이다.

 

 

그림(a)에서  깊이란 수직 깊이이므로 B를 A에 가까이 가져간다면 ,PB=PA, P'B=P'A가 된다.

 

여기서 α는 보는 사람의 눈쪽에 있기 때문에 입사각이고, β는 눈과 반대쪽에 있기 때문에 굴절각이다.

 

그림(b)처럼 눈이 액체속에 있는 경우는 굴절률이 그림(a)와 반대로 1/n이 된다.

그래서 겉보기 깊이가

 

 

가 된다.

즉, 물 속의 E에서 볼 때 깊이 h'인 P'에 있는 것처럼 되어 더 멀리 있어 보인다.