在線即時計算器 · 純前端本地秒算 · 零數據上傳

💰 Angle Of Refraction 計算機

專業免費的 Angle Of Refraction 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
19.47° 自法線量起
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

這是什麼

這個計算器可以求出折射角——也就是光線在通過兩種透明介質的交界面時,光路彎折後所形成的角度。它依據幾何光學中最基本的關係式「司乃耳定律」(Snell's Law),只要提供兩種介質的折射率與入射角即可計算。

使用方式

請依序輸入:光線出發的第一介質折射率(n₁)、光線進入的第二介質折射率(n₂),以及自法線量起的入射角(0~90°)。計算器會回傳折射角 θ₂。若在此幾何條件下會產生全反射,系統也會明確提示。

公式說明

司乃耳定律的式子為 n_1 · \sinθ_1 = n_2 · \sinθ_2。將折射角移項整理後可得

θ_2 = \arcsin\!≤ft(((n_1 · \sinθ_1) ÷ (n_2))\right)

當光線進入較密的介質(n_2 > n_1)時,光路會偏向法線;進入較疏的介質時,則會偏離法線。若 \dfrac{n_1 · \sinθ_1}{n_2} 的值大於 1,反正弦函數便無解——這正是全反射發生的情況。

範例試算

假設光線以 30° 從空氣(n_1 = 1.0)射入玻璃(n_2 = 1.5)。

\sinθ_2 = ((1.0 × \sin 30°) ÷ (1.5)) = ((0.5) ÷ (1.5)) = 0.3333

因此 θ_2 = \arcsin(0.3333) ≈ 19.47°。光路偏向法線,這正符合光線進入較密介質時的預期結果。

常見材料的折射率

介質的折射率 n 是真空中光速與該介質中光速的比值,n = c/v。它根據斯涅爾定律 n_1 \sinθ_i = n_2 \sinθ_r 決定光線在邊界處的彎曲程度。下列數值是在約 589 nm 的標準可見光波長(鈉 D 線)處測量的;折射率隨波長略有變化,這種現象稱為色散。

材料 折射率 (n)
真空 1.0000 (精確值)
空氣(海平面) 1.0003
冰 1.31
水 (20 °C) 1.33
乙醇 1.36
冕牌玻璃 1.52
火石玻璃 1.62
藍寶石 1.77
鑽石 2.42

由於普通透明介質的 n ≥q 1,光在密度更大(較高 n 值)的材料中總是傳播最慢。兩種介質之間的折射率差異越大,邊界處光線方向的改變就越大。

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。

常見問題 (FAQ)

什麼是全反射?
當光線試圖從較密介質射向較疏介質,且入射角超過臨界角時,便不會有折射光,所有光線都會反射回原介質。本計算器會自動標示這種情形。
什麼是臨界角?
臨界角是使 \(\theta_2 = 90°\) 的入射角,可由 \(\sin\theta_c = \dfrac{n_2}{n_1}\) 求得(僅在 \(n_1 > n_2\) 時成立)。
角度是從介面表面量起的嗎?
不是。這裡所有的角度都是自法線(垂直於介面的方向)量起的。