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スネルの屈折の法則とは?

すねるのくっせつのほうそく

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スネルの屈折の法則とは、光が異なる媒質の境界面を通過するときの入射角と屈折角の関係を定めた物理の法則です。

スネルの屈折の法則(Snell's law)とは、光や音などの波が異なる媒質の境界面を通過するとき、入射角と屈折角の間に成立する関係を示す法則です。17世紀オランダ数学者ウィレブロルト・スネリウスにちなんで名付けられました。

この法則は次のように表されます。光が媒質1から媒質2へ進むとき、入射角をθ1、屈折角をθ2、それぞれの媒質の屈折率をn1・n2とすると、「n1×sin(θ1) = n2×sin(θ2)」が成立します。屈折率が大きな媒質ほど光の速度が遅くなるため、光は屈折率の高い媒質へ入るときに法線(境界面に垂直な線)に近づく向きに折れ曲がります。

スネルの法則が関わる身近な現象には以下のようなものがあります。

  • 水中の物体が実際より浅く・ずれて見える(水と空気の境界での屈折)
  • レンズによる光の集束(メガネ・カメラ・望遠鏡など)
  • プリズムによる光の分散(虹色の分光)
  • 光ファイバーにおける全反射を利用した光の伝送

スネルの法則は光学設計の基礎として欠かせない法則であり、眼鏡・カメラレンズ・顕微鏡・光ファイバー通信など、現代のあらゆる光学技術の根幹をなしています。

使い方・例文

プールの底が実際より浅く見えたり、斜めに水に入れたストローが折れて見えたりするのは、スネルの屈折の法則によって光が水と空気の境界で折れ曲がるためです。

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