3分で簡単「全反射」！ 屈折の式がわかれば怖くないー理系ライターがわかりやすく解説
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このとき、n12 を媒質1に対する媒質2の屈折率（相対屈折率）と呼びます。
これは媒質1から媒質2へと波が入る場合の屈折率という意味です。
逆に、媒質2から媒質1へ波が進行する場合の相対屈折率は n21 と表現します。
屈折率とは、波の屈折に際しての曲がり具合を数字で示したということです。
また、光の場合は真空に対する屈折率を考えることがあり、そのときの屈折率を絶対屈折率といいます。
これは、真空から光を照射した場合の屈折率ということですね。
式で考えてみましょう。
媒質1の絶対屈折率をn1
媒質2の絶対屈折率をn2
としたとき、光速を c とすれば次式が成り立ちます。
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したがってこれを変形すれば、屈折の式は割り算の式から絶対屈折率を使った次の掛け算の式になおすことができます。
覚え方は簡単です。
媒質1の絶対屈折率 ☓ 角度のsin ＝媒質2 の絶対屈折率 ☓ 角度のsin
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高校生の屈折に関する物理の問題の答案を見ていると、光の入射方向が逆になったときに分数の上下を間違えるというミスが非常に多く見られます。
これは掛け算の式を使うことでほぼ 100 ％ 回避できるのです。
なぜならば、わり算の順序をまちがえると全く違う答えになりますが、掛け算の順序は間違っても答えには影響がないからですね。
したがって、「式を使うときはこの掛け算式を使う」ことを強くすすめます。
臨界角とは
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ここからは主に光の場合についてお話しましょう。
上で述べたように、屈折の際に光がどの方向に曲がるかは、媒質中の光の速さに関係があります。
光を例えば水中から空気中へ照射する場合は、空気中のほうが光の速さが速くなるため、屈折波は法線と逆の方へ曲がっていきます（図）。
そのため、入射角を増やしてやると、ある角度で屈折波の屈折角が90°になってしまい、それ以降は屈折波が存在しないという状況になります。
この角度より入射角を大きくすれば、光は境界面ですべて反射されて境界面より外には出ていけません。これが全反射です。
このときの限界の入射角を臨界角といいます。（ここでは臨界角を ioと表記）
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したがって、全反射現象に関して、先におすすめした掛け算の屈折の法則に従えば次の式が導かれます。
真空の屈折率1（≒空気の屈折率1）、臨界角を io とすると、
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これは、
物質の絶対屈折率 n ☓ sin(臨界角) ＝ 真空の屈折率 1 ☓ sin(90°)
ということですね。
つまり、
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