굴절 문서 원본 보기

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{{다른 뜻|굴절 (문법)}}
[[파일:Uniformity.jpg|섬네일|250px|컵 뒤의 무늬가 굴절에 의해 일그러져 보인다.]]

'''굴절'''(屈折, {{문화어|꺾임}})은 [[파동]]이 [[매질]]의 경계에서 속도 차이로 인해 방향을 바꾸는 현상을 말한다.

== 빛의 굴절 ==


빛의 굴절은 [[스넬의 법칙]]을 따르며 투사각이 빛의 속도와 관계가 있음을 알려 준다.
:<math>\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{n_2}{n_1}</math>
또는
:<math>n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\ </math>
여기서
:<math>v_1</math>와 <math>v_2</math>는 각 매개체를 통한 빛의 빠르기이다.
:<math>\theta_1</math>와 <math>\theta_2</math>는 각각 일반 평면과 입사파 사이의 각도이다.
:<math>n_1</math> 와 <math>n_2</math>는 굴절률이다.

== 빛의 굴절 내용 ==
[[파일:Pencil in a bowl of water.svg|왼쪽|섬네일|물 속에서 일어난 빛의 굴절. 어두운 사각형은 물이 담긴 접시에 놓인 연필의 실제 위치를 가리킨다. 밝은 사각형은 연필이 눈에 보이는 위치를 가리킨다. 끝 (X)이 (Y)에 있는 것처럼 보인다. (Y)는 (X)보다 상당히 얕다.<ref>물 속 물체의 굴절 상 위치 결정 방법[https://github.com/mingshey/geometrical_optics/blob/main/refimg_ko.pdf github]</ref><ref>굴절에 대한 고찰[https://www.heldermann-verlag.de/jgg/jgg01_05/jgg0401.pdf Reflections on Refractions]</ref>]]
[[파일:GGB reflection in raindrops.jpg|섬네일|300px|극단적인 예로, 빛의 굴절은 [[골든게이트 교]]가 물방울 속에서 뒤집힌 것으로 보이게 만든다.]]
빛은 각 [[파장]]에 따라서 굴절되는 양이 다르다. 파장이 길수록 굴절이 적게 되며, 파장이 짧을수록 굴절이 많이 된다. [[가시광선]] 영역에서는 파장이 긴 [[빨간색]]이 꺾이는 양보다 [[보라색]]이 꺾이는 양이 더 크다. 그래서 약 430~600&nbsp;nm 사이의 파장을 갖는 빛이 골고루 섞인 백색광은 굴절을 하면서 각각의 파장에 따라 굴절되는 양이 달라지게 되는데 이를 [[분산 (광학)|분산]]이라고 부른다. 분산은 [[아이작 뉴턴]](Issac Newton)이 [[프리즘]]을 연구하면서 처음 발견했다. 아이작 뉴턴은 프리즘으로 백색광인 햇볕이 모든 빛을 포함하고 있어 이를 분해할 수 있으며, 분해된 빛을 다시 합치면 백색광이 됨을 실험으로 보였다.

분산의 대표적인 예는 [[무지개]]를 들 수 있다. 무지개의 빛깔은 매우 다양한데, 동양과 유럽/북미에서는 7가지 색이라고 보며, 그 밖의 지역에서는 4~10가지로 보는 곳도 있다. 이러한 차이는 각 문화권의 관습에 따른 것이다.

굴절되는 양에 대한 수식을 완성한 사람의 이름을 따서 [[스넬의 법칙]](Snell's law)이라 부르고, 진공과 비교하여 굴절된 양에 대한 계산량을 (절대)[[굴절률]]이라고 부른다. [[굴절률]]은 일반적으로 [[상수]] 또는 파장에 따른 [[함수]] 상태로 나타나며, 때때로 [[굴절률]]이 [[텐서]]의 형태를 보이는 물질도 존재한다.

임의의 두 지점 사이를 움직이는 [[광자]]는 [[이동시간]]이 가장 짧은 [[경로]]를 택해서 움직인다는 기본적인 [[공리]]가 있다. 이런 [[공리]]를 만든 사람의 이름을 따서 이 공리를 [[페르마의 원리]]라고 부른다. [[페르마의 원리]]는 오랜 시간 동안 해석되지 않고 있다가 [[리처드 파인만]](Richard P. Feynman)이 비로소 해석하였다. [[리처드 파인만]]의 해석은 현재 [[양자전기역학]](QED)으로 잘 알려져 있으며, 계속 발전하여 현재는 모든 자연현상을 기본적으로 설명하는 기본 원리로 여겨지고 있다.
== 각주 ==
{{각주}}
== 사진첩 ==
<gallery>
파일:Glass is Liquide.jpg|물 속의 빛 굴절.
파일:Uniformity.jpg|빛의 굴절로 도형이 휘어 보인다.
파일:수면 아래 공간을 물 위에서 본 상 (h=2d).png|수면 아래 공간을 격자로 나타냈을 때 물 밖에서 격자를 바라본 상. 차가운 색이 격자, 따뜻한 색은 격자의 상이다. 수면으로부터 관측점(POV)의 높이가 물 깊이의 2배일 때. 왜곡이 심하지 않고 전체적으로 대략 굴절률 비율로 얕아져 보인다.
파일:Refimg1.0.png|대체글=물 속 공간을 격자로 나타냈을 때 물 밖에서 격자를 바라본 상. 관측점(POV)높이 = 0.1 * 물 깊이|물 속 공간을 격자로 나타냈을 때 물 밖에서 격자를 바라본 상. 수면으로부터 관측점(POV)의 높이가 물 깊이의 0.1배일 때. POV 연직 아래는 굴절률 비율로 얕아져 보이는 것은 동일하지만 주변은 어항 모양으로 압축되어 보인다.
파일:Snell window.png|대체글=스넬의 창(Snell's window): 물 속에서 본 물 위 공간의 상, 물 밖 풍경이 임계각 안의 원뿔 안에 압축되어 보인다.|스넬의 창(Snell's window): 물 속에서 본 물 위 공간의 상, 물 밖 풍경이 [[전반사#임계각|임계각]] 안의 원뿔 안에 압축되어 보인다.  
</gallery>

== 같이 보기 ==
{{위키공용|Refraction}}
* [[스넬의 법칙]] (굴절의 법칙)
* [[굴절력]]
* [[반사]]
** [[정반사]]
** [[난반사]]
** [[전반사]]
* [[회절]]
* [[복굴절]]
* [[굴절률]]
* [[무지개]]
** [[햇무리]]
** [[달무리]]
* [[빛]]
* [[분산 (광학)]]

{{전거 통제}}
{{토막글|광학}}

[[분류:광학]]
[[분류:물리학 개념]]
[[분류:기하광학]]