斯涅尔定律(Snell's Law),也称为斯涅尔-笛卡尔定律或折射定律,是光学中的一个基本定律,用于描述光线在通过两种不同介质的界面时发生折射(即方向改变)的行为。斯涅尔定律的数学表达式为:
n1sin(θ1)=n2sin(θ2)
其中:
- n1 和 n2分别是光线在第一种介质和第二种介质中的折射率。
- θ1是光线在第一种介质中的入射角,即光线与界面法线之间的角度。
- θ2是光线在第二种介质中的折射角,即折射后的光线与界面法线之间的角度。
斯涅尔定律说明了以下几件事情:
- 折射角和入射角之间存在确定的关系,由两种介质的折射率决定。
- 当光线从折射率较低的介质(如空气)进入折射率较高的介质(如水或玻璃)时,光线会向法线方向折射,即折射角小于入射角。
- 当光线从折射率较高的介质进入折射率较低的介质时,光线会远离法线方向折射,即折射角大于入射角。
- 当光线垂直于界面入射时(即入射角为0度),无论两种介质的折射率如何,光线都不会改变方向。
斯涅尔定律是荷兰数学家和天文学家威立德·斯涅尔(Willebrord Snellius)在1621年发现的,尽管这个定律在斯涅尔之前就已经被其他学者所了解。
斯涅尔定律是光学设计和分析中的一个重要工具,广泛应用于镜头设计、光纤通信、显微镜和望远镜等众多领域。