光の屈折 


 光の屈折

(屈折の法則)←①図 光の屈折・反射など ←(予講2月10日)
 図のように異なる媒質の境界に波が進入するとき、波の一部は反射し、残りが屈折して次の媒質(Ⅱ)へ進みます(屈折は、媒質Ⅱで(光の進行速度が遅れる)ために起こります)。 
 電磁波では真空も媒質です、光の速度は最速(30万㌔)屈折率は最小(1.00‥)です

 (媒質Ⅰに対する)媒質Ⅱの屈折率=(入射角/屈折角) (←スネルの法則)ですが、この屈折の理論から散乱反射や透過・回折)など光学現象の理論が導かれます。

(光の分散)
 (太陽光のプリズム分散実験)は(光と色)の説明には必ず出てきます。ガラスなどの屈折率は(波長によって違い)ます。虹も(副虹の説明も含め)水滴へ(光の進入時の分散)で説明されます。 メガネなど光学レンズなどの色収差の(虹のような色どり)や焦点・分解能の悪さに繋がり、欠点と見られる場合もあります。

(水中の屈折)
 水中の魚が浅く見えたり、竿が曲がって見えるのは、水中からの光が水面での屈折によるものです。このほかの光の見え方に関して(干渉・回折)などがあります。

 (理論と実際)
 一般の物理(光学)で取扱う表面は(理想的な平面)としての話になりますが、(理論と実際が合わない)こともしばしば起こります(解説の都合で止むを得ない)。
 光の進路の場合、全体として(代表的な)進路は示したが、「全体的に見ると(散らばったもの)や(僅かな現象)」が放置されたままになる場合がよくあります。
 (これまでも、(屈折と反射)では主な進路の解説だけでした、(干渉・回折)など面倒で殆ど採り上げないできました←一般人のレベル)。が必要なら躊躇無く踏み込んで行きましょう。
(つい、ゴタクが多くなりました。ゴーゴーです)

(物質表面での光の挙動)
 物質表面で、実際には多くの凹凸があり(光の進入角度)も色々に(※)なります。従って内部の分子構造から受ける影響は色々で、一定には揃いません。
(※)物質表面に到達した光は物質内部に侵入し、分子構造に衝突し色々の力を受け、あらゆる方向に散乱・拡散し‥(さらに衝突を繰返し)ます。

1、物質表面で、即座に反射されるもの(鏡面反射)
2、物質内部でエネルギーを消耗して失い、物質に吸収されるもの
3、表面内部に或る程度進入したが、多数回の衝突・進路変更で表面に出るもの(内部透過型の反射光)
4、物質内部で  〃  消耗を受けながらも更に奥に進入するもの(透過光)。 に分かれます
5、この(代表値で示される※)進路や屈折率が、波長によって少しづつ違っています(分散)。

※ これらの反射や透過で、光粒子の実際の進入や反射角度は個々には異なり(全体の進路は統計的な分布です)ますが、平均的な進路や値(屈折率)が代表値として示されます。
 また厳密な、単一色・単一光はなく、その付近の光の集まりです。光粒子の僅かなコースの違い(距離→位相の関係)が色に関わること(干渉・回折)も多くあります。