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波について

高校物理では波動の単元で必ずスネルの法則を習う。
これは例えば空気から水へ入る時に角度が鋭角になることを
教えてくれる。
具体的に式で書くと
n12=sin(i)/sin(r)
ただしここでn12は真空(1)に対する水(2)の相対屈折率。
iは空気媒体時の入射角、rは水媒体時の角度である。
この場合、n12が1.33となるため、r教えてくれる。

では、音も同様に波なのだから水中の方が遅いであろうと
考えられる。しかし、現実は違う。水中での音の早さは1500m/s程度で
真空中の音速340m/sよりも5倍近く早いのだ。
スネルの法則を考える限り、この結果は間違えである。
ではスネルの法則は間違えているのか。いや違う。
スネルの法則が成り立つのは横波においてである。
一方、音は横波ではなく、縦波である。
従って音については適用できない。

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