データブック　屈折計-屈折計の原理

スネルの法則

隣接する２つの物質に対して、光の通り道を表した法則です。別名、「屈折の法則」とも言われます。

n1×Sinθ１＝n2×Sinθ２

Sinは、直角三角形の高さを角度で表すための変換記号です。
特別な場合…Sin０°＝０、Sin30°＝1/2、Sin45°＝√2/２、Sin60°＝√3/2、Sin90°＝１
θが大きくなると、Sinθの値も大きくなります。

～光の特徴～

Aの光線

Aの光線を考えます。

θ１Ａが０なので、ｎ１に何を掛けても０です。ｎ２×Sinθ２A'を０にするには、同じくθ2A'は０になる。つまり、真上からの光は真下に抜けます。法線の光は法線に抜けます。

Bの光線

Bの光線を考えます。

ここで、ｎ１よりｎ２の方が大きい定義より、Sinθ１BよりSinθ２B'の方が小さくならないと等式が合いません。Sinθを小さくするにはθが小さい必要があり、入射角θ１Bよりθ２B'の方が小さな角度になります。Bの光線のような斜めの光線は、屈折して次の物質に入ります。

Cの光線

Cの光線を考えます。

Cの光線は、法線から90°の光で、2つの物質の境界面の光線となります。
境界面の光がどうなっているか分からない事も多いですが、少なくとも89.999･･･°の光線は存在し、90°以上（90.000001°）の光は物質2からの光になってしまうので今は考えないとすると、90°の光線が最も角度がある光線になります。

Sin90°＝１を利用して、掛け算の１が消えます。ｎ１イコールの式になりました。
ｎ２はプリズムの屈折率…既知です。
θ２は出射側の角度…測定する事でｎ１が求められます。

屈折率は、入射角90°（プリズムの垂線）の光に対する、出射角を測定する事で求められます。
屈折計は、光の角度を求めて、屈折率に換算している測定器といえます。