Index lomu je bezrozměrná fyzická velikost který měří snížení o rychlost světla když je přenášen prostřednictvím některých průhledné optické médium. Schopnost snížit rychlost světla se nazývá obrácení.
Existují dva typy indexu lomu: absolutní a relativní. Ó absolutní index lomu, jehož nejmenší možná hodnota je 1, se vypočítá z poměru mezi rychlostí světla ve vakuu a rychlostí světla v jakémkoli jiném médiu. Ó relativní index lomu, je zase určen poměrem mezi rychlostí světla ve dvou médiích jiných než vakuum, která může být menší než 1.
Index lomu rovný 1 znamená, že v médiu, ve kterém se šíří, se světlo pohybuje stejnou rychlostí, jakou by cestovalo vakuem. Například index lomu rovný 2 naznačuje, že ve vakuu by se světlo šířilo dvakrát rychleji než v médiu, jehož index lomu je roven 2.
Podívejte se také: Koneckonců, co je světlo?
Absolutní a relativní index lomu
Ó indexlom světlaabsolutní se vypočítá poměrem rychlosti světla ve vakuu, jehož symbol je C a která má hodnotu přibližně rovnou 3,0.10
8 slečna (299 792 458 m / s) a rychlost světla v a docelaprůhledný a homogenní jakýkoli, symbolizovaný písmenem v:
Ne - index lomu
C - rychlost světla ve vakuu (3.0.108 slečna)
proti - rychlost světla uprostřed
Výše uvedený vzorec naznačuje, že neexistuje žádný způsob lom světla hodnoty menší než 1, protože médiem, ve kterém je světlo schopné se pohybovat větší rychlostí, je vakuum samotné.
Ó relativní index lomu se vypočítá poměrem mezi absolutními indexy lomu dvou optických médií, 1 a 2, když jsou protaženy světelným paprskem. Takový index lze vypočítat podle toho, co je znázorněno na následujícím obrázku. Dívej se:
Ne1,2 - index lomu média 1 ve vztahu k médiu 2
proti1 a ty2- rychlost světla na médiích 1 a 2
index lomu a vlnová délka
Ó index lomu optického média závisí na délkavmávat světla, které jím prochází. Tento jev je znám jako chromatická disperze. Z tohoto důvodu při průchodu hranolem nebo kapkou vody bílé světlo, které je tvořeno kombinací všech viditelné barvy (proto jej lze nazvat polychromatickým), prochází disperzí, což nám umožňuje pozorovat oddělení barev viditelné spektrum.
Index lomu je nepřímo úměrné vlnová délka světla, takže čím kratší je vlnová délka světla, tím vyšší je index lomu světla pro dané médium. Proto bude index lomu stejného média například vyšší pro fialové světlo než pro červené světlo.
index lomu a teplota
Index lomu má vztah s teplota uprostřed, ale to neznamená, že se mění kvůli změnám teploty, ale kvůli změnám hustoty. Tento vztah mezi indexem lomu a teplotou je to, co způsobuje vznik zkreslení a přeludy nad vyhřívanými povrchy, jako je asfalt nebo kapota vozidla ve velmi horkém dni, protože ohřev vzduchu způsobuje jeho dilatace. Tímto způsobem se snižuje jeho hustota i index lomu.
Přečtěte si také:Hlavní témata studia optiky
Tabulka indexu lomu
V následující tabulce jsou uvedeny některé indexy lomu známých materiálů.
Vyřešená cvičení na indexu lomu
Otázka 1 - (UFPR) Dané médium má index lomu n1. Další médium má index lomu n2. Zkontrolujte alternativu, která správně vyjadřuje vztah mezi moduly rychlostí světla ve dvou médiích, když n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
životopis2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Šablona: písmeno D.
Řešení:
Protože index lomu média 2 je dvojnásobkem indexu lomu média, je třeba jej chápat že rychlost šíření světla v médiu 2 je dvakrát menší než stejná rychlost v médiu 1.
Otázka 2 - (Eear) Vzhledem k rychlosti šíření světla ve dvou homogenních a odlišných médiích, respektive stejných při 200 000 km / s a 120 000 km / s určete relativní index lomu prvního média k druhému. Zvažte rychlost světla ve vakuu rovném 300 000 km / s.
a) 0,6
b) 1.0
c) 1.6
d) 1.7
Šablona: písmeno a.
Řešení:
K vyřešení otázky stačí rozdělit rychlosti, kterými se světlo šíří ve dvou médiích. Protože chceme znát relativní index lomu prvního média ve vztahu k druhému, musíme provést následující výpočet:
Otázka 3 - (Enem) Obrázek představuje optický hranol vyrobený z průhledného materiálu a jehož index lomu se zvyšuje s frekvencí světla, které na něj dopadá. Světelný paprsek složený z červeného, modrého a zeleného světla dopadá na tvář A a vystupuje na tvář B a poté, co se odrazí zrcadlem, narazí na film pro barevnou fotografii a odhalí tři bodů.
Při pozorování jasných skvrn odhalených ve filmu, zdola nahoru, lze vidět následující barvy:
a) červená, zelená, modrá.
b) zelená, červená, modrá.
c) modrá, zelená, červená.
d) zelená, modrá, červená.
e) modrá, červená, zelená.
Šablona: písmeno a.Řešení:
Je známo, že index lomu přímo souvisí s vlnovou délkou světla - čím kratší je vlnová délka, tím vyšší je index lomu média. Tímto způsobem je paprsek světla, který prochází největší odchylkou, modrý, který se po odrazu stává prvním bodem světla, zdola nahoru.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm