今回は 反射と屈折 について解説します。

媒質Ⅰを進む波が、媒質Ⅰと媒質Ⅱ境界面に向かって入射したとします。このとき、入射角をθ₁、反射角をθ₁'とすると、反射の法則より、θ₁=θ₁'が成り立ちましたね。

ここで入射波を光、媒質Ⅰを空気、媒質Ⅱを水だと考えてみましょう。異なる2つの媒質の境界面に波が入射するとき、反射と同時に 屈折 も生じます。

屈折して進行する波のことを 屈折波 といいます。また、屈折波と法線がなす角度θ₂を 屈折角 といいます。

入射波の速さをv₁、波長をλ₁、振動数をfとすると、 屈折波は振動数のみfのまま変わりません。

入射波の速さv₁、波長λ₁に対し、屈折波は速さv₂、波長λ₂と値が変わっていますね。

なぜ振動数だけ不変なのでしょうか？ そもそも 振動数 とは 1[s]あたりの振動の回数 を表す値です。媒質によって振動の回数が変化してしまうと、境界面の点では波が不連続になり、ちぎれてしまいます。 波は屈折しても、振動数は変化しない ということを覚えておきましょう。