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屈折率
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>ということは、媒質Iから媒質IIへ進む時の屈折率n12が1より大きければ、逆に媒質IIから媒質Iへ進む時の屈折率n21は1より小さいということですね。 違います! 屈折率は、真空中の光の速さと物質を透過する時の光の速さ(正しくは位相速度)との比に等しくなります。 ほとんどの物質で可視光程度の周波数(波長)では屈折率は1より大です。 (高校生には難しいですが) 1.吸収線のやや短波長側では屈折率が1より小になります。これは原子の周りにある電子が光の電場で共振する時の特性によって現れます。多くの場合、これは軟X線領域です--簡単な光学の本には出ていません--。 2.プラズマは常に屈折率が1より小です。電離層で電波が反射するのはこのためです。もちろんプラズマの密度と電波が反射する周波数は関係があります。
その他の回答 (7)
- sanori
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#4の回答者です。 相対屈折率の話になってしまうのであれば、 「屈折率はすべて1より大きいでしょうか」 という当初のご質問は、もはや意味がありません。 なぜならば、 n12(= v1/v2) と n21(= v2/v1)は、互いに他の逆数、 つまり n12/n21 = 1 になるので、 一方が1より小さければ、もう一方が1より大きくなることは自明だからです。 単に「媒質1の屈折率」であれば、99%以上の確率で、絶対屈折率のことです。 お持ちの参考書では、 「媒質1に対する媒質2の屈折率は、n12=n2/n1(=v1/v2)」 となっているようですが、"媒質1に対する"という言葉がつけられていることによって、相対屈折率のことを指しているのが明らかになっているだけです。 単に言葉の定義や文脈の問題ですから、これ以上の議論は不毛だと思いますよ。 以上、仕事で屈折率を扱った経験のある者からのアドバイスでした。
お礼
回答ありがとうございます。 屈折率については、高校学習用参考書の記載に基づいて質問しました。実態を知りませんので、変な質問でしたらすいませんでした。 絶対屈折率は真空と媒質との比ということなので、速度比を考えれば、障害のない真空状態が一番早く、よって、絶対屈折率は1以上(媒質中の速度は真空中よりも遅い)なのでしょうね。
- gamma
- ベストアンサー率56% (44/78)
>私が見ている高校物理1の参考書によれば、 「入射角i、屈折角r として、屈折の法則 n12=sin(i)/sin(r)=v1/v2 上記n12は媒質1に対する媒質2の屈折率(相対屈折率)である。媒質1が真空の場合の屈折率を特に媒質2の絶対屈折率という(単に屈折率といえば絶対屈折率をさす場合が多い)。 媒質1、2の絶対屈折率をそれぞれn1、n2とすると 媒質1に対する媒質2の屈折率は、n12=n2/n1(=v1/v2)」 ------------------- 参考書をていねいに読み直しましょう。
補足
回答ありがとうございます。 再度確認しましたが、 「入射角i、屈折角r として、屈折の法則 n12=sin(i)/sin(r)=v1/v2 上記n12は媒質1に対する媒質2の屈折率(相対屈折率)である。媒質1が真空の場合の屈折率を特に媒質2の絶対屈折率という(単に屈折率といえば絶対屈折率をさす場合が多い)。 媒質1、2の絶対屈折率をそれぞれn1、n2とすると 媒質1に対する媒質2の屈折率は、n12=n2/n1(=v1/v2) 光が媒質2から媒質1に進むときも、光の道筋は同じである。このときの屈折率は n21=sin(r)/sin(i)=1/(n12) という表示がありました。」 >参考書をていねいに読み直しましょう。 ↑どういうことでしょうか?
- 91091
- ベストアンサー率31% (12/38)
No.2です。 1より小さい、1より大きいを言い間違えていました。すみません。 1より小さい時は稀で、ほとんどの場合1より大きいです。
- sanori
- ベストアンサー率48% (5664/11798)
屈折率が1より小さくなることはあります。 数日前に、こちらへ回答しました。 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa3315869.html (ただし、高校生は知らなくてもよいでことです。 大学や仕事で屈折率を何度も扱った私でさえ、数日前に知って 驚いたばかりです。) #3さんも同様のことを書かれていますが、ご回答文中、 「1より小さくなる」と書くべきところ「1より大きくなる」に しているのは、うっかりですよね? ^^ なお、#3さんへのお礼文で「相対屈折率」を引き合いに出されて いますが、それは本題と全く関係がありませんので。
お礼
回答ありがとうございます。 早速光の屈折の単元を調べましたところ、 「屈折率n12は、媒質Iに対する媒質IIの屈折率(相対屈折率)である。光が媒質IIから媒質Iに進むときも、光の道筋は同じである。この時の屈折率n21=1/n12 となる。」 という表示を見つけました。ということは、媒質Iから媒質IIへ進む時の屈折率n12が1より大きければ、逆に媒質IIから媒質Iへ進む時の屈折率n21は1より小さいということですね。
- foobar
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通常の電磁波(電波、可視光など)を扱う範囲では、物体中の光速<真空中の光速(比誘電率>1、比透磁率>1)のため、屈折率は1より大きくなるかと思います。
お礼
ありがとうございます。 今後の参考にさせていただきます。
- 91091
- ベストアンサー率31% (12/38)
入射する電磁波の周波数次第で1よりも大きくなることがあります。 普通の電波や可視光を扱う場合、1より大きくなることはほぼないと思います。 X線とかになると、例えばアルミ中に入射するとき、1より大きくなります。 1より大きいといっても、特別な現象が起きているわけではありません。
お礼
回答ありがとうございます。 電磁波(光)の話ですね。まだ詳しい話がわからなくてすいません。 今私が考えている波も屈折率ということで同じだとすると、この屈折率は相対屈折率というものであるようなので、組合せ方によって、屈折率が1より大きくなったり、また、逆にすれば屈折率が1より小さくなったりする可能性は考えられると思います。ただ、思うだけなので、確認できるとありがたいと思います。
- gatyan
- ベストアンサー率41% (160/385)
大抵は、空気中->水の例を示してあるからじゃないかな? 水中->空気中は・・・? 密度の異なる物質の境界で屈折する理屈は知ってますよね?
お礼
回答ありがとうございます。 >密度の異なる物質の境界で屈折する理屈は知ってますよね? ↑密度の異なる媒質中での波の伝わる速度が違うため、媒質1に対する媒質2の屈折率N12=(v1)/(v2)となる(ホイヘンスの原理で説明してありましたが)球面波の進行が屈折となって現れるのであると思います。
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補足
回答ありがとうございます。 >違います! 屈折率は、真空中の光の速さと物質を透過する時の光の速さ(正しくは位相速度)との比に等しくなります。 ↑あれ? 私が見ている高校物理1の参考書によれば、 「入射角i、屈折角r として、屈折の法則 n12=sin(i)/sin(r)=v1/v2 上記n12は媒質1に対する媒質2の屈折率(相対屈折率)である。媒質1が真空の場合の屈折率を特に媒質2の絶対屈折率という(単に屈折率といえば絶対屈折率をさす場合が多い)。 媒質1、2の絶対屈折率をそれぞれn1、n2とすると 媒質1に対する媒質2の屈折率は、n12=n2/n1(=v1/v2)」 以上よりn21=n1/n2となるはずであり、そうすると、n12が1より大きければ、n21は1より小さくなりませんか?