什麼是司乃耳定律？
司乃耳定律（Snell's Law，又稱折射定律）描述光線從一種透明介質進入另一種光密度不同的介質時，路徑如何發生彎折（折射）。它將入射角 \(\theta_1\)、折射角 \(\theta_2\) 與兩介質的折射率 \(\text{n}_1\)、\(\text{n}_2\) 連結在一起：$$\text{n}_1 \cdot \sin\theta_1 = \text{n}_2 \cdot \sin\theta_2$$本計算機可求出折射角 \(\theta_2\)，並在光由光密介質射向光疏介質時，一併計算出臨界角。
如何使用本計算機
請依序輸入光線一開始所在介質的折射率（\(\text{n}_1\)）、自界面法線量起的入射角 \(\theta_1\)（0～90°），以及光線進入的介質折射率（\(\text{n}_2\)）。計算機便會回傳折射角 \(\theta_2\)。若幾何條件使 \(\sin\theta_2\) 大於 1，代表沒有折射光線可以射出，結果會標示為「全反射」。
公式詳解
將司乃耳定律移項後可得 $$\theta_2 = \arcsin\left(\frac{\text{n}_1 \cdot \sin\theta_1}{\text{n}_2}\right)$$當 \(\text{n}_1 < \text{n}_2\) 時，光線會偏向法線；當 \(\text{n}_1 > \text{n}_2\) 時，則偏離法線。若 \(\text{n}_1 > \text{n}_2\)，便存在一個臨界角 $$\theta_c = \arcsin\left(\frac{\text{n}_2}{\text{n}_1}\right)$$當入射角超過此值，光線會發生全反射——這正是光纖傳輸的基本原理。
實例演算
光線以 30° 的入射角，從空氣（\(\text{n}_1 = 1.00\)）進入水中（\(\text{n}_2 = 1.33\)）。則 $$\sin\theta_2 = \frac{1.00 \times \sin 30°}{1.33} = \frac{0.5}{1.33} \approx 0.3759$$故 \(\theta_2 = \arcsin(0.3759) \approx 22.08°\)。如同進入光密介質時所預期的，光線確實偏向法線。
常見問題
常見材料的折射率是多少？真空 ≈ 1.0000、空氣 ≈ 1.0003、水 ≈ 1.33、玻璃 ≈ 1.5、鑽石 ≈ 2.42。
為什麼會出現「全反射」？當光由光密介質射向光疏介質，且入射角超過臨界角時，\(\sin\theta_2\) 會大於 1，方程式沒有實數解，因此光線會完全反射回原介質。
角度是從界面表面量起的嗎？不是——\(\theta_1\) 與 \(\theta_2\) 都是從界面的法線（與界面垂直的方向）量起。
