빛의 반사와 굴절

Reflection & Refraction of Light

빛이 거울에서 튕기는 현상이 반사예요. 반사의 법칙에 따라 입사각과 반사각은 항상 같고, 각도는 법선을 기준으로 재요. 다른 물질로 들어갈 때 방향이 꺾이는 것이 굴절이고, 공기에서 물로 가면 법선 쪽으로 꺾여 굴절각이 작아져요. 입사각 슬라이더를 돌려 반사와 굴절이 어떻게 변하는지 직접 확인해 보세요.

거울에 비치는 빛: 반사

입사각40°

💡 반사의 법칙

①입사각 = 반사각 (항상!)

②각도는 법선(수직선) 기준으로 측정

③거울에 비친 모습이 보이는 이유

④빛은 매끄러운 면에서 규칙적으로 반사 (정반사)

물에서 빛이 꺾이는 이유: 굴절

🔍 굴절이란?

①빛이 다른 물질로 들어갈 때 방향이 꺾이는 현상

②공기 → 물: 법선 쪽으로 꺾인다 (굴절각 < 입사각)

③물 → 공기: 법선에서 멀어진다 (굴절각 > 입사각)

④수영장 바닥이 얕아 보이는 이유도 굴절 때문!

반사와 굴절의 법칙

반사의 법칙

입사각 = 반사각

빛이 거울에서 반사될 때 입사각과 반사각은 항상 같다

굴절의 규칙

빛: 빠른 매질 → 느린 매질 = 법선 쪽으로

공기 → 물·유리: 굴절각 < 입사각

🌈 일상 속 빛의 굴절

①빨대가 꺾여 보이는 현상

②무지개: 물방울에서 빛의 굴절 + 분산

③신기루: 공기 온도 차이에 의한 빛의 굴절

④안경 렌즈: 굴절을 이용해 초점 맞춤

시험 포인트 정리

핵심 정리

반사: 입사각 = 반사각 | 굴절: 매질이 바뀌면 꺾인다

반사의 법칙은 항상 성립, 굴절각은 매질의 빈도에 따라 달라진다

🎯 시험 포인트

①반사의 법칙: 입사각 = 반사각

②정반사 vs 난반사: 매끄러운 면 vs 거친 면

③공기→물: 굴절각 < 입사각 (법선 쪽으로)

④물→공기: 굴절각 > 입사각 (법선 반대로)

⑤전반사: 입사각이 임계각보다 크면 빛이 전부 반사

예제와 단원평가

예제 1

빛이 거울에 입사각 40°로 들어왔다. 반사각은 몇 도인가?

반사의 법칙에 따라 입사각과 반사각은 항상 같다(법선 기준).

입사각이 40°이므로 반사각도 40°다.

▸ 40°

반사의 법칙에서 입사각과 반사각은 항상 같다(법선 기준).

예제 2

빛이 공기에서 물로 비스듬히 들어갈 때, 굴절각은 입사각보다 클까 작을까? 그 까닭은?

빛이 빠른 매질(공기)에서 느린 매질(물)로 들어가면 법선 쪽으로 꺾인다.

법선 쪽으로 꺾이므로 굴절각이 입사각보다 작다.

▸ 굴절각이 입사각보다 작다 (법선 쪽으로 꺾임)

공기 → 물에서는 굴절각 < 입사각(법선 쪽), 물 → 공기에서는 그 반대다.

단원평가 유형

빛의 반사와 굴절에 대한 설명으로 옳은 것은?

①빛이 반사할 때 입사각이 반사각보다 항상 크다

②빛의 반사에서 입사각과 반사각은 항상 같다

③빛이 공기에서 물로 들어가면 굴절각이 입사각보다 크다

④각도는 거울 면을 기준으로 측정한다

⑤빛은 다른 물질로 들어가도 꺾이지 않는다

▸ ② 빛의 반사에서 입사각과 반사각은 항상 같다

반사의 법칙에 따라 입사각과 반사각은 항상 같으므로 ②가 옳다.

반사 시 입사각=반사각이고(①), 공기→물에서는 굴절각<입사각이며(③), 각도는 법선을 기준으로 재고(④), 빛은 매질이 바뀌면 굴절한다(⑤).