The law of refraction, Reversibility

※ 전반사
굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 입사할 때, 그 경계면에서 빛이 100% 반사되는 현상. 굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 입사할 때 굴절각은 입사각보다 크며, 어떤 입사각에서는 굴절각이 90°가 된다. 이때의 입사각을 임계각이라 하며, 입사각이 임계각을 넘게 되면 빛은 전부 반사하게 된다. 이러한 현상을 전반사라고 한다. 물(굴절률 1.33)에서 공기 중으로 나오는 빛의 임계각은 48°30′이며, 유리(굴절률 1.52)에서 공기로 나오는 빛의 경우는 41°10′이다. 금속거울 등으로 99% 이상의 안정된 반사율을 얻기는 어렵지만, 전반사는 반사율이 100%이고 영속적이다. 직각이등변삼각형의 유리로 된 프리즘에서 등변의 한쪽 측면에 수직으로 빛을 입사시키면 밑면에 대한 입사각이 유리와 공기 사이의 임계각을 넘어 빛은 전반사된다. 전반사된 빛은 나머지 등변의 측면에 대하여 수직으로 나오게 된다. 이와 같은 프리즘을 전반사 프리즘이라 한다. 쌍안경에는 상의 도립(倒立)을 바로잡는 전반사 프리즘의 일종인 폴로프리즘을 사용한다〔그림〕. 전반사할 때 입사각과 편광방향에 따라 빛이 서로 수직방향으로 진동하고 있는 두 성분의 위상변화를 이용한 프레넬의 사방체는 원편광을 만들기 위해 이용된다. 전반사를 하고 있는 면의 외측, 즉 굴절률이 작은 매질 중에는 빛이 스며나와 경계면을 따라 전해지는데 이를 에바네센트파(波)라 한다. 이 면 외측에 빛의 파장 정도의 간격을 두고 굴절률이 높은 매질을 다시 비치해 두면 에바네센트파를 경유, 빛은 투과하고 경계면에서의 반사는 전반사로 없어진다.
◎ 실험 방법

1) 그림과 같이 장비를 설치한다.

2) 광선이 Ray table의 중안을 지나도록 각 성분들을 설치한다.

3) 반원통형의 렌즈를 Ray table의 Component라고 쓰여져 있는 선에 정렬시킨다.