斯涅尔定律计算器

斯涅尔定律描述光线穿过透明介质界面时如何改变方向。它指出，第一种介质的折射率乘以入射角的正弦，等于第二种介质的折射率乘以折射角的正弦。这两个角均以法线为基准测量，而不是以界面本身为基准。法线是一条垂直于界面的假想直线。 折射率是真空中的光速与材料中光速的比值。真空折射率恰好为一，空气非常接近一，可见光下水的折射率约为 1.333，普通玻璃通常接近 1.5。准确数值取决于波长、温度、成分和材料结构。精密光学设计应使用实际材料在对应波长下的折射率数据，而不是通用的近似值。 光进入折射率较高的介质时会向法线偏折，因此折射角小于入射角；进入折射率较低的介质时则偏离法线。本计算器将斯涅尔定律变形以求第二个角：先将第一折射率乘以入射角的正弦，再除以第二折射率，最后取反正弦。为使用 JavaScript 三角函数，计算时会在角度与弧度之间转换。 当光从高折射率介质射向低折射率介质时，计算所需的折射角正弦值可能大于一。此时不存在满足斯涅尔定律的实数透射角，因而发生全反射。达到这一条件的入射角阈值称为临界角。超过临界角时，理想界面会将光线反射回第一种介质。光纤、棱镜和许多光学传感器都利用了这一效应。 光线模型假设界面平坦、介质均匀且各向同性，并具有明确的波长。它不计算反射光强、偏振、吸收、散射、表面粗糙度或多层干涉。实际界面附近发生全反射时，微弱的倏逝场仍可延伸到第二种介质。若振幅、相位和偏振很重要，则需要采用波动光学或菲涅耳方程。 本计算器可用于课堂光学、水族箱观察估算、棱镜光路分析、透镜系统核对和快速折射比较。请输入正的折射率，以及从零度到小于九十度的入射角。零度入射的光线沿法线传播，不会偏折。务必确认资料中的角度是相对于法线还是界面测量，因为混淆这两种约定会明显改变结果。