屈折
フレネルの式は、界面における光のふるまい(反射・屈折)を記述する式である。屈折率が n {\displaystyle n} の媒質から n ′ {\displaystyle n'} の媒質へ界面に垂直に光線が入射すると、入射光の強度を I 0 {\displaystyle I_{0}} とした場合の反射光の強度 I {\displaystyle I} は以下のように表される。
I = I 0 ( n − n ′ n + n ′ ) 2 . {\displaystyle I=I_{0}\left({\frac {n-n'}{n+n'}}\right)^{2}.}
入射面の内側に偏光している光が、透明な媒質の表面で反射された場合の入射角を i {\displaystyle i} 、屈折角を r {\displaystyle r} とすると、反射光の強度は以下のように表される。
I = ( I 0 sin 2  ( i − r ) I 0 sin 2  ( i + r ) ) . {\displaystyle I=\left({\frac {I_{0}\sin ^{2}(i-r)}{I_{0}\sin ^{2}(i+r)}}\right).}
入射面に垂直な方向に偏光している光の場合には以下のようになる。
I = ( I 0 tan 2  ( i − r ) I 0 tan 2  ( i + r ) ) . {\displaystyle I=\left({\frac {I_{0}\tan ^{2}(i-r)}{I_{0}\tan ^{2}(i+r)}}\right).}
試料液(測定対象となる液体)に、糖と水以外が入っていないことを前提に、水に含まれる糖の含有量によって光の屈折率が異なる性質を利用し、その試料の糖度を計る。