Индекс на пречупване е безразмерна физическа величина който измерва намаляването на скоростта на светлината когато се предава чрез някои прозрачна оптична среда. Извиква се способността за намаляване на скоростта на светлината refringence.
Те съществуват два вида на показателя на пречупване: абсолютният и относителният. О абсолютен показател на пречупване, чиято най-малка възможна стойност е 1, се изчислява чрез съотношението между скоростта на светлината във вакуум и скоростта на светлината във всяка друга среда. О относителен показател на пречупванеот своя страна се определя от съотношението между скоростта на светлината в две среди, различни от вакуум, което може да бъде по-малко от 1.
Индексът на пречупване, равен на 1, показва, че в средата, в която се разпространява, светлината се движи със същата скорост, както би пътувала през вакуум. Индексът на пречупване, равен на 2, например показва, че във вакуум светлината ще се разпространява два пъти по-бързо, отколкото в среда, чийто индекс на пречупване е равен на 2.
Вижте също: В крайна сметка какво е светлината?
Абсолютен и относителен показател на пречупване
О индекс напречупванеабсолютно се изчислява от съотношението на скоростта на светлината във вакуум, чийто символ е ° С и която има стойност, приблизително равна на 3,0.108 Госпожица (299 792 458 m / s) и скоростта на светлината в a съвсемпрозрачен и хомогенен всяко, символизирано с буквата v:
не - показател на пречупване
° С - скорост на светлината във вакуум (3.0.108 Госпожица)
v - скорост на светлината в средата
Формулата по-горе показва, че няма начин да се пречупване стойност по-малка от 1, тъй като средата, в която светлината може да се движи с по-голяма скорост, е самият вакуум.
О относителен показател на пречупване се изчислява от съотношението между абсолютните показатели на пречупване на две оптични среди, 1 и 2, когато се пресичат от светлинен лъч. Такъв индекс може да се изчисли според показаното на следващата фигура. Виж:
не1,2 - показател на пречупване на среда 1 спрямо среда 2
v1 а ти2- скорост на светлината върху носители 1 и 2
индекс на пречупване и дължина на вълната
О показател на пречупване на оптична среда зависи от дължинаввълна на светлината, която преминава през него. Това явление е известно като хроматична дисперсия. Поради тази причина, когато преминава през призма или капка вода, се получава бялата светлина, която се образува от комбинацията от всички видими цветове (затова може да се нарече полихроматичен), той претърпява дисперсия, което ни позволява да наблюдаваме разделянето на цветовете на видим спектър.
Индексът на пречупване е обратно порпорционален дължината на вълната на светлината, така че колкото по-къса е дължината на светлината, толкова по-висок е показателят на пречупване на светлината за дадена среда. Следователно индексът на пречупване на същата среда ще бъде по-висок за виолетовата светлина, отколкото за червената, например.
показател на пречупване и температура
Индексът на пречупване има връзка с температура в средата, но това не означава, че се променя поради промени в температурата, а поради промени в плътността. Тази връзка между показателя на пречупване и температурата е това, което причинява образуването на изкривявания и миражи над нагряти повърхности, като асфалт или капак на автомобила в много горещ ден, тъй като нагряването на въздуха води до дилатация. По този начин плътността му намалява, както и индексът на пречупване.
Прочетете също:Основни теми от изучаването на оптика
Таблица на показателя на пречупване
Следващата таблица представя някои показатели на пречупване на известни материали.
Решени упражнения по показателя на пречупване
Въпрос 1 - (UFPR) Дадена среда има индекс на пречупване n1. Друга среда има показател на пречупване n2. Проверете алтернативата, която правилно изразява връзката между модулите на скоростите на светлината в двата носителя, когато n2 = 2n1.
а) v2 = 4v1
б) v2 = 2v1
в) v2 = v1
г) v2 = v1/2
д) v2 = v1/4
Шаблон: буква Г.
Резолюция:
Тъй като коефициентът на пречупване на средата 2 е два пъти по-голям от показателя на пречупване на средата, трябва да се разбере че скоростта на разпространение на светлината в среда 2 е два пъти по-малка от същата тази скорост в среда 1.
Въпрос 2 - (Eear) Като се имат предвид скоростите на разпространение на светлината в две хомогенни и различни среди, съответно равни при 200 000 km / s и 120 000 km / s, се определя относителният показател на пречупване на първата среда към втората. Помислете за скоростта на светлината във вакуум, равна на 300 000 км / сек.
а) 0,6
б) 1.0
в) 1.6
г) 1.7
Шаблон: буква а.
Резолюция:
За да се реши въпросът, достатъчно е да се разделят скоростите, с които светлината се разпространява в двете среди. Тъй като искаме да знаем относителния индекс на пречупване на първата среда спрямо втората, трябва да направим следното изчисление:
Въпрос 3 - (Enem) Фигурата представлява оптична призма, направена от прозрачен материал и чийто индекс на пречупване се увеличава с падащата върху нея честота на светлината. Светлинен лъч, съставен от червени, сини и зелени светлини, пада върху лице А и излиза върху лице Б и след като е отразено от огледало, той попада във филм за цветна фотография, разкривайки три точки.
Наблюдавайки ярките петна, разкрити във филма, отдолу нагоре, могат да се видят следните цветове:
а) червено, зелено, синьо.
б) зелено, червено, синьо.
в) синьо, зелено, червено.
г) зелено, синьо, червено.
д) синьо, червено, зелено.
Шаблон: буква а.Резолюция:
Известно е, че показателят на пречупване е пряко свързан с дължината на вълната на светлината - колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-висок е показателят на пречупване на средата. По този начин лъчът на светлината, който претърпява най-голямо отклонение, е синият, който след отразяването се превръща в първата светлинна точка, отдолу нагоре.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm
