スネルの法則と全反射

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スネルの法則と全反射の違い

スネルの法則 vs. 全反射

ネルの法則（スネルのほうそく、Snell's law）とは波動一般の屈折現象における二つの媒質中の進行波の伝播速度と入射角・屈折角の関係を表した法則のことである。屈折の法則（くっせつのほうそく）とも呼ばれる。この法則はホイヘンスの原理によって説明することができる。. 全反射 全反射（ぜんはんしゃ、）は、物理学（光学）でいう反射の一例。屈折率が大きい媒質から小さい媒質に光が入るときに、入射光が境界面を透過せず、すべて反射する現象を指す。 ただし、エバネッセント光は低屈折率の媒質に浸透するが、1波長程度の距離で指数関数的に減少するため肉眼では確認できない。 入射角がある一定の角度以上の場合、全反射がおこる。この角度のことを臨界角という。.

反射

反射（はんしゃ、reflection）は、光や音などの波がある面で跳ね返る反応のことである。.

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媒質

媒質（ばいしつ、medium）とは波動が伝播する場となる物質・物体のことである。.

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屈折率

屈折率（くっせつりつ、）とは、真空中の光速を物質中の光速（より正確には位相速度）で割った値であり、物質中での光の進み方を記述する上での指標である。真空を1とした物質固有の値を絶対屈折率、2つの物質の絶対屈折率の比を相対屈折率と呼んで区別する場合もある。.

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エバネッセント場

バネッセント場（エバネッセントば、）とは、電磁波（光）が特定の条件下において金属など反射性の媒質内部に誘起する電磁場の変動をいう。エバネッセント場から放出（反射）される電磁波はエバネッセント波やエバネッセント光、近接場光と呼ばれる。 屈折率の高い媒質から低い媒質に電磁波が入射する場合、入射角をある臨界角以上にすると電磁波は全反射するが、その際には波数の（境界面に対する）垂直成分が虚数になっている為に、1波長程度まで低媒質側の内部に電磁波が浸透することになる。 エバネッセント波は反射した物体の表面近傍の状態を観測できる為に近年注目を集めている。ひとつには屈折とは異なる物理現象である為に、波長よりも短い構造を反映することができ波長による回折限界を超えた分解能での観測が可能になる。この原理を応用した観測装置として、フォトン走査型近接場光顕微鏡が挙げられる。 あるいは、光が試料の表面内部に浸透するので、反射光を用いる赤外吸光分析の一種、減衰全反射(ATR)法などにも応用されている。 また、負の屈折率を持つメタマテリアルではエバネッセント場の強度が指数関数的に増大するため、境界面より離れた位置でもエバネッセント場による観測が可能となり、特に完全レンズにおいては無限の解像度が得られる。.

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光

上方から入ってきた光の道筋が、散乱によって見えている様子。（米国のアンテロープ・キャニオンにて） 光（ひかり）とは、基本的には、人間の目を刺激して明るさを感じさせるものである。 現代の自然科学の分野では、光を「可視光線」と、異なった名称で呼ぶことも行われている。つまり「光」は電磁波の一種と位置付けつつ説明されており、同分野では「光」という言葉で赤外線・紫外線まで含めて指していることも多い。 光は宗教や、哲学、自然科学、物理などの考察の対象とされている。.

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臨界角

臨界角（りんかいかく、Critical angle）は、屈折率が大きいところから小さいところに光が向かうとき、全反射が起きる最も小さな入射角のことである。臨界角 θc は以下のように表される。 |n1 |: |入射元の物質の屈折率 |- |n2 |: |進行先の物質の屈折率 | この式からもわかるように、n1 2 のとき、全反射は起きないので臨界角をもたない。.

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