什麼是入射角?
入射角是指入射光線與法線(垂直於介面的直線)之間的夾角,量測點就在光線打到兩種透明介質交界處的位置。當光線從一種介質進入另一種介質時,行進方向會發生偏折,這個現象就稱為折射。本計算器運用斯涅爾定律(折射定律),由折射角反向推算出原本的入射角。斯涅爾定律是放諸四海皆準的光學關係式,不受國家或單位制度限制。
如何使用本計算器
請依序輸入:第一介質的折射率(n_1,光線起始的介質)、第二介質的折射率(n_2,光線偏折後行進的介質),以及量測到的折射角 θ_r(以度為單位)。計算器會回傳入射角 θ_i(以度為單位)。常見折射率參考:空氣約 1.00、水約 1.33、冕牌玻璃約 1.50、鑽石約 2.42。
公式說明
斯涅爾定律的關係式為 n_1 · \sinθ_i = n_2 · \sinθ_r。將其整理求解入射角,可得
計算範例
假設光線從空氣(n_1 = 1.0)進入玻璃(n_2 = 1.5),折射後的角度為 θ_r = 19.47°。則 \sinθ_r ≈ 0.3334,因此
常見材料的折射率
斯涅爾定律依賴於每種介質的折射率 n。由測得的折射角可以求出入射角:
下表列出了常見透明介質的代表性折射率。所有數值均為鈉D譜線(\lambda ≈ 589 nm,黃光)在室溫下的值;折射率隨波長(色散)和溫度略有變化。
| 材料 | 折射率 n |
|---|---|
| 真空 | 1.0000 |
| 空氣(0 °C,1 atm) | 1.0003 |
| 冰 | 1.31 |
| 水(20 °C) | 1.333 |
| 乙醇 | 1.361 |
| 熔融石英 | 1.46 |
| 冠狀玻璃 | 1.52 |
| 燧石玻璃 | 1.62 |
| 藍寶石 | 1.77 |
| 鋯石 | 1.92 |
| 鑽石 | 2.42 |
因為空氣的折射率非常接近1,在入門級問題中通常將 n_{air} ≈ 1.0000 處理。只有在需要高精度時才使用更精確的1.0003。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。