斯涅爾定律計算器

斯涅爾定律描述光線穿越透明介質界面時如何改變方向。第一介質的折射率乘以入射角的正弦，等於第二介質的折射率乘以折射角的正弦。兩個角度都以法線為基準量測，而非以界面本身為基準。法線是垂直於界面的一條假想直線。 折射率是真空光速與材料中光速的比值。真空的折射率恰為一，空氣非常接近一，可見光下水的折射率約為 1.333，一般玻璃通常接近 1.5。精確數值取決於波長、溫度、成分及材料結構。進行精密光學設計時，應使用實際材料在對應波長下的折射率資料，而非通用的近似值。 光進入折射率較高的介質時會偏向法線，因此折射角小於入射角；進入折射率較低的介質時則偏離法線。本計算器將斯涅爾定律重新整理以求第二個角度：第一折射率乘以入射角的正弦，再除以第二折射率，最後取反正弦。配合 JavaScript 的三角函數，計算時會在角度與弧度之間轉換。 光由高折射率介質射向低折射率介質時，所需的折射角正弦值可能大於一。此時沒有實數透射角能滿足斯涅爾定律，因此發生全反射。其入射角門檻稱為臨界角。超過臨界角時，理想界面會將光線反射回第一介質。光纖、稜鏡及許多光學感測器都實際運用了此效應。 光線模型假設界面平坦、介質均勻且各向同性，並具有明確的波長。它不計算反射光強度、偏振、吸收、散射、表面粗糙度或多層干涉。在真實界面附近發生全反射時，微弱的倏逝場仍可延伸至第二介質。若需要考慮振幅、相位及偏振，則須使用波動光學或菲涅耳方程式。 本計算器適用於課堂光學、水族箱觀察估算、稜鏡光路推理、透鏡系統核對及快速折射比較。請輸入正的折射率，以及從零度起、小於九十度的入射角。零度入射光線沿法線前進，不會偏折。務必確認資料中的角度是相對於法線還是界面量測，因為混淆兩者會大幅影響答案。