質問: 屈折率について 屈折率について質問です。 波動が媒質1から媒質2へと進む時、入射角θ1、反射角θ2、媒質1での波動の速さv1、媒質2での波動の速さv2とすると媒質1に対する媒質2の屈折率nは n=sinθ1/sinθ2=v1/v2 となっています。これは覚えたし、問題も解けるのですが、普通「aに対するbの割合」といったらb/aですよね。 だったら n=sinθ2/sinθ1=v2/v1 と決めても良さそうなものなのですが、どうしてそうなっていないのですか? 何か物理的な理由があったら教えて下さい。
回答: 実に面白いご質問です。 まず、 >n=sinθ1/sinθ2=v1/v2 は「相対屈折率」(n=n1/n2)ですから、それはもともとの屈折率(厳密には絶対屈折率という)の定義が、 n1=c/v1 c:真空中の光速度 となっていて、真空に対する基準のとり方となっていることから来ているので、そもそもの定義である屈折率がそのように定義したからという答えになりますが、問題はでは屈折率自体を何故そのように定義したのかですよね。 光速度は一定なのだからそれに対する速度を表す比であれば逆の方がよいという話はある意味で素直です。 正直言うと歴史的理由はわかりません。ただもし、n1=v1/cという定義にすると面倒なことになることが多いのは確かです。 今は吸収を考えていませんが吸収を含めた複素屈折率を定義することを考えても、都合が悪いですし、実際に屈折率nが出てくる式というのは大抵現在の屈折率の定義だと掛け算になり割り算にはなりませんので、計算はしやすくなります。 おそらくそういうような理由から現在の定義になったものと思いますが、正直私も歴史的な経緯はよくわかりません。