스넬의 법칙

공기(n₁)에서 물(n₂)로 진행하는 빛의 굴절

매질에 따른 빛의 속도와 굴절 현상

스넬의 법칙(Snell's law), 굴절의 법칙은 굴절에 관한 물리 법칙이다. 네덜란드의 수학자 빌러브로어트 스넬리우스(Willebrord Snellius)를 따라 이름 붙여졌다. 프랑스에서는 데카르트의 법칙(la loi de Descartes) 또는 스넬-데카르트의 법칙(la loi de Snell-Descartes)라고도 부른다.

굴절률이 n₁과 n₂서로 다른 두 매질이 맞닿아 있을 때 매질을 통과하는 빛의 경로는 매질마다 광속이 다르므로 휘게 되는데, 그 휜 정도를 빛의 입사 평면 상에서 각도로 표시하면 θ₁과 θ₂가 된다. 이때 스넬의 법칙은 다음과 같이 정의된다.

${\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}$

또는

$n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}\ .$

-스넬의 법칙 적용 시 주의사항

이러한 스넬의 법칙은 두 매질 간의 투자율이 서로 같을 경우에만 성립한다. 만일 두 매질 간의 투자율이 서로 갖지 않을 경우 스넬의 법칙을 이용하여 굴절각을 구하는 시도는 성공하지 않으며 다른 방식으로 접근하여야만 한다.

스넬의 법칙은 프레넬 방정식의 일부이며, 빛이 진행하는 경로에 대한 페르마의 원리로도 설명할 수도 있다.

같이 보기

• 하위헌스 원리
• 페르마의 원리
• 프레넬 방정식
• 굴절, 굴절률