Ch4.3.2 빛의 전파 - 프레넬 방정식

프레넬 방정식 (Fresnel equation)

굴절률이 서로 다른 매질로 빛이 투과할 때 반사와 굴절이 일어난다. 프레넬 방정식은 이 성질을 반사계수, 투과계수로 분석하여 표현한 방정식이다. [1]

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반사계수 (amplitude reflection coefficient)

♠ s-편광 (전기장이 입사면에 수직):

♠ p-편광 (전기장이 입사면에 평행):

 

투과계수 (amplitude transmission coefficient)

♠ s-편광 (전기장이 입사면에 수직) :

♠ p-편광 (전기장이 입사면에 평행) :

Examples

1. 두 매질의 굴절률 차이가 클수록 반사율이 커진다.

• 수직 입사일 때 반사율: 

• 공기(굴절률 ≈ 1)에서 유리(굴절률 ≈ 1.5)로 빛이 입사하면, 반사율이 상당히 높아지지만

• 공기(굴절률 ≈ 1)에서 물(굴절률 ≈ 1.33)로 빛이 입사하면 반사율이 상대적으로 낮아짐

 

2. 에너지 흐름으로 이해하기:

• 굴절률 차이가 크면, 매질간의 에너지 전달 효율이 낮아진다.

• 굴절률 차이가 작으면, 매질 간의 광학적 저항(임피던스)이 비슷하여 빛이 더 쉽게 굴절되므로 반사율이 낮아진다. 

출처

[1] 프레넬 방정식 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전