광섬유를 이용한 빛의 속도 측정

밀한 매질에서 소한 매질로 빛을 입사시킬 때 점차로 입사각을 증가시키면 특정한 각 이상이 되었을때 빛이 전반사 (Total Internal Reflection)를 일으키게 된다. 이때의 각을 임계각 (Critical Angle)이라 부른다. 임계각 보다 큰 입사각으로 빛이 들어오면 따라서 모두 반사를 하게 된다. 이때에는 일반적인 반사의 법칙에 따라 반사를 하게 된다. 위 그림은 입사각을 바꾸어 갈때 빛이 전반사를 일으키게 되는 것을 보여주고 있다.
광원 s에서 나온 빛이 다양한 입사각을 가지고 공기-유리의 경계면을 통과할 때 그림에서와 같이 a부터 d까지는 굴절을 하게 된다. 하지만 e를 지나게 될 때는 더 이상 굴절을 하지 않게 된다. f부터 g까지는 입사각이 임계각을 넘어서게 되므로 모두 전반사가 일어나게 됨을 알 수 있다.

·프리즘을 통한 빛의 전반사 실험
실제로 프리즘에서 입사각을 변화시키면서 빛이 전반사 하는 모습을 관찰할 수 있게 된다. 다음의 사진을 보면 프리즘으로 입사하는 광선의 입사각에 따라 일부는 굴절하여 공기중으로 나아가고 일부는 전반사가 되어 나오게 됨을 알 수 있다.

·임계각
임계각을 구하기 위하여 매질 1에서의 입사각을 …