斯涅尔定律计算器 - 计算折射和角度

斯涅尔定律是光学中的基本原理，描述了光线从一种介质传递到另一种介质时如何弯曲或折射。这种现象发生是因为光速根据光线传播的介质而变化。介质的'折射率'(n)是衡量其减缓光线速度程度的指标。较高的折射率意味着该介质中光速较慢。

公式及其组成部分

该定律由公式表示：n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)。这里，n₁ 是第一种介质的折射率，θ₁ 是入射角，n₂ 是第二种介质的折射率，θ₂ 是折射角。角度是相对于'法线'测量的——法线是垂直于两种介质之间表面边界的假想线。

我们的计算器通过允许您求解方程中的四个变量中的任何一个来简化斯涅尔定律。

如何使用

当光线从密介质（较高的 n）传播到疏介质（较低的 n）时，会发生一种称为全内反射 (TIR) 的迷人现象。如果入射角 (θ₁) 大于特定的'临界角'，光线根本不会传递到第二种介质。相反，它完全反射回第一种介质。

临界角公式

临界角 (θcrit) 可以使用公式计算：θcrit = arcsin(n₂ / n₁)，其中 n₁ > n₂。我们的计算器将自动检测何时发生 TIR 并显示临界角。

斯涅尔定律不仅仅是教科书公式；它是许多技术和自然现象背后的原理。

关键应用

应用斯涅尔定律时很容易犯小错误。一个常见错误是从表面而不是法线测量角度。记住，角度 θ₁ 和 θ₂ 总是相对于垂直于边界的线。

折射率值

真空的折射率正好是 1。空气的折射率约为 1.00029，非常接近 1，以至于对于大多数计算，使用 n=1.00 表示空气就足够了。记住 n 总是大于或等于 1。