Brekingsindex is dimensieloze fysieke grootte die de vermindering van. meet lichtsnelheid wanneer het wordt overgedragen via een transparant optisch medium. Het vermogen om de snelheid van het licht te verminderen heet breking.
Ze bestaan twee types van de brekingsindex: het absolute en het relatieve. O absolute brekingsindex, waarvan de kleinst mogelijke waarde 1 is, wordt berekend door de verhouding tussen de lichtsnelheid in een vacuüm en de lichtsnelheid in een ander medium. O relatieve brekingsindexwordt op zijn beurt bepaald door de verhouding tussen de lichtsnelheid in twee andere media dan vacuüm, die minder dan 1 kan zijn.
Een brekingsindex gelijk aan 1 geeft aan dat, in het medium waarin het zich voortplant, licht met dezelfde snelheid reist als het zou reizen door een vacuüm. Een brekingsindex gelijk aan 2 geeft bijvoorbeeld aan dat licht zich in vacuüm twee keer zo snel zou voortplanten als in een medium waarvan de brekingsindex gelijk is aan 2.
Zie ook: Wat is tenslotte licht?
Absolute en relatieve brekingsindex
O index vanbrekingabsoluut wordt berekend door de verhouding van de lichtsnelheid in een vacuüm, waarvan het symbool is ç en die een waarde heeft die ongeveer gelijk is aan 3,0.108 Mevrouw (299.792.458 m/s), en de lichtsnelheid in a heeltransparant en homogeen elke, gesymboliseerd door de letter v:
Nee - brekingsindex
ç – lichtsnelheid in vacuüm (3.0.108 Mevrouw)
v – lichtsnelheid in het midden
De bovenstaande formule geeft aan dat er geen manier is om breking waarde kleiner dan 1, aangezien het medium waarin licht zich met grotere snelheid kan verplaatsen, het vacuüm zelf is.
O relatieve brekingsindex wordt berekend door de verhouding tussen de absolute brekingsindices van twee optische media, 1 en 2, wanneer ze worden gekruist door een lichtstraal. Een dergelijke index kan worden berekend volgens wat wordt weergegeven in de volgende afbeelding. Kijken:
Nee1,2 – brekingsindex van medium 1 ten opzichte van medium 2
v1 en jij2– lichtsnelheid op media 1 en 2
brekingsindex en golflengte
O brekingsindex van een optisch medium hangt af van de lengteinGolf van het licht dat er doorheen gaat. Dit fenomeen staat bekend als chromatische dispersie. Het is om deze reden dat, wanneer het door een prisma of een druppel water gaat, het witte licht, dat wordt gevormd door de combinatie van alle zichtbare kleuren (daarom kan het polychromatisch worden genoemd), het ondergaat dispersie, waardoor we de scheiding van de kleuren van de zichtbare spectrum.
De brekingsindex is omgekeerd evenredig de golflengte van licht, dus hoe korter de golflengte van licht, hoe hoger de brekingsindex van licht voor een bepaald medium. Daarom zal de brekingsindex van hetzelfde medium hoger zijn voor bijvoorbeeld violet licht dan voor rood licht.
brekingsindex en temperatuur
De brekingsindex heeft een relatie met de temperatuur- in het midden, maar dit betekent niet dat het verandert vanwege veranderingen in temperatuur, maar vanwege veranderingen in dichtheid. Deze relatie tussen brekingsindex en temperatuur veroorzaakt de vorming van vervormingen en luchtspiegelingen boven verwarmde oppervlakken, zoals asfalt of de motorkap van een voertuig op een zeer warme dag, omdat de verwarming van de lucht zijn verwijding. Op deze manier neemt de dichtheid af, evenals de brekingsindex.
Lees ook:Hoofdonderwerpen van de studie van Optica
Brekingsindextabel
De volgende tabel geeft enkele brekingsindices van bekende materialen weer.
Opgeloste oefeningen op de brekingsindex
Vraag 1 - (UFPR) Een gegeven medium heeft een brekingsindex n1. Een ander medium heeft een brekingsindex n2. Controleer het alternatief dat de relatie tussen de modules van de lichtsnelheden in de twee media correct weergeeft, wanneer n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
CV2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Sjabloon: letter D.
Resolutie:
Aangezien de brekingsindex van het medium 2 tweemaal de brekingsindex van het medium is, moet worden begrepen: dat de voortplantingssnelheid van licht in medium 2 twee keer minder is dan dezelfde snelheid in medium 1.
Vraag 2 - (Oor) Gezien de voortplantingssnelheden van licht in twee homogene en verschillende media, respectievelijk gelijk distinct bepaal bij 200.000 km/s en 120.000 km/s de relatieve brekingsindex van het eerste medium tot het tweede. Beschouw de lichtsnelheid in vacuüm gelijk aan 300.000 km/s.
a) 0,6
b) 1.0
c) 1.6
d) 1,7
Sjabloon: letter A.
Resolutie:
Om de vraag op te lossen, volstaat het om de snelheden waarmee licht zich in de twee media voortplant, te verdelen. Omdat we de relatieve brekingsindex van het eerste medium ten opzichte van het tweede willen weten, moeten we de volgende berekening uitvoeren:
Vraag 3 - (vijand) De figuur stelt een optisch prisma voor dat is gemaakt van transparant materiaal en waarvan de brekingsindex toeneemt met de frequentie van het licht dat erop valt. Een lichtstraal, bestaande uit rode, blauwe en groene lichten, valt op vlak A en komt tevoorschijn op vlak B en nadat het door een spiegel is weerkaatst, raakt het een film voor kleurenfotografie, waarbij drie punten.
Als we de heldere vlekken in de film observeren, van onder naar boven, zijn de volgende kleuren te zien:
a) rood, groen, blauw.
b) groen, rood, blauw.
c) blauw, groen, rood.
d) groen, blauw, rood.
e) blauw, rood, groen.
Sjabloon: letter A.Resolutie:
Het is bekend dat de brekingsindex direct gerelateerd is aan de golflengte van licht - hoe korter de golflengte, hoe hoger de brekingsindex van het medium. Op deze manier is de lichtstraal die de grootste afwijking ondergaat de blauwe, die, na te zijn gereflecteerd, het eerste lichtpunt wordt, van onder naar boven.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm
