Brytningsindeks er dimensjonsløs fysisk størrelse som måler reduksjonen av lysets hastighet når den overføres gjennom noen gjennomsiktig optisk medium. Evnen til å redusere lysets hastighet kalles refringence.
De eksisterer to typer av brytningsindeks: det absolutte og det relative. O absolutt brytningsindeks, hvis minste mulig verdi er 1, beregnes av forholdet mellom lysets hastighet i vakuum og lysets hastighet i et hvilket som helst annet medium. O relativ brytningsindeksblir i sin tur bestemt av forholdet mellom lyshastigheten i to andre medier enn vakuum, som kan være mindre enn 1.
En brytningsindeks lik 1 indikerer at lyset beveger seg i samme hastighet som i det vakuumet i mediet der det forplanter seg. En brytningsindeks lik 2 indikerer for eksempel at lys i et vakuum vil forplante seg dobbelt så raskt som i et medium hvis brytningsindeks er lik 2.
Se også: Tross alt, hva er lys?
Absolutt og relativ brytningsindeks
O oversikt overbrytningabsolutt beregnes av forholdet mellom lysets hastighet i et vakuum, hvis symbol er
ç og som har en verdi omtrent lik 3,0.108 m / s (299.792.458 m / s), og lysets hastighet i a ganskegjennomsiktig og homogen noen, symbolisert med bokstaven v:
Nei - brytningsindeks
ç - lysets hastighet i vakuum (3.0.108 m / s)
v - lyshastighet i midten
Formelen ovenfor indikerer at det ikke er noen måte å brytning verdi mindre enn 1, siden mediet der lyset kan bevege seg med større hastighet, er selve vakuumet.
O relativ brytningsindeks beregnes av forholdet mellom de absolutte brytningsindeksene til to optiske medier, 1 og 2, når de krysses av en lysstråle. En slik indeks kan beregnes i henhold til det som er vist i følgende figur. Se:
Nei1,2 - brytningsindeks for medium 1 i forhold til medium 2
v1 og du2- lyshastighet på media 1 og 2
brytningsindeks og bølgelengde
O brytningsindeks av et optisk medium avhenger av lengdeibølge av lyset som passerer gjennom det. Dette fenomenet er kjent som kromatisk spredning. Det er av denne grunn at når det går gjennom et prisme eller en dråpe vann, det hvite lyset, som er dannet av kombinasjonen av alle synlige farger (det er derfor det kan kalles polykromatisk), det gjennomgår spredning, slik at vi kan observere separasjonen av fargene på synlig spekter.
Brytningsindeksen er omvendt proporsjonal lysets bølgelengde, så jo kortere bølgelengde for lys, jo høyere lysets brytningsindeks for et gitt medium. Derfor vil brytningsindeksen til det samme mediet være høyere for fiolett lys enn for rødt lys, for eksempel.
brytningsindeks og temperatur
Brytningsindeksen har et forhold til temperatur i midten, men dette betyr ikke at det endres på grunn av temperaturendringer, men på grunn av endringer i tetthet. Dette forholdet mellom brytningsindeks og temperatur er det som forårsaker dannelse av forvrengninger og mirages over oppvarmede overflater, for eksempel asfalt eller hetten på et kjøretøy på en veldig varm dag, ettersom oppvarmingen av luften forårsaker utvidelse. På denne måten synker dens tetthet, samt brytningsindeksen.
Les også:Hovedtemaer for studiet av optikk
Tabell for brytningsindeks
Tabellen nedenfor viser noen brytningsindekser for kjente materialer.
Løste øvelser på brytningsindeksen
Spørsmål 1 - (UFPR) Et gitt medium har en brytningsindeks n1. Et annet medium har en brytningsindeks n2. Sjekk alternativet som korrekt uttrykker forholdet mellom modulene med lyshastigheter i de to mediene, når n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
CV2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Mal: bokstav D.
Vedtak:
Siden brytningsindeksen til mediet 2 er to ganger brytningsindeksen til mediet, må det forstås at lysets forplantningshastighet i medium 2 er dobbelt mindre enn den samme hastigheten i medium 1.
Spørsmål 2 - (Øre) Tatt i betraktning formeringshastighetene for lys i to homogene og forskjellige medier, henholdsvis like ved 200 000 km / s og 120 000 km / s, bestem den relative brytningsindeksen for det første mediet til det andre. Tenk på lysets hastighet i et vakuum som tilsvarer 300.000 km / s.
a) 0,6
b) 1.0
c) 1.6
d) 1.7
Mal: bokstaven A.
Vedtak:
For å løse spørsmålet er det nok å dele hastighetene som lys forplanter seg i de to mediene. Siden vi vil vite den relative brytningsindeksen for det første mediet i forhold til det andre, må vi gjøre følgende beregning:
Spørsmål 3 - (Enem) Figuren representerer et optisk prisme laget av et gjennomsiktig materiale og hvis brytningsindeks øker med frekvensen av lys som faller på den. En lysstråle, sammensatt av røde, blå og grønne lys, faller på ansiktet A og dukker opp på ansiktet B og etter å ha blitt reflektert av et speil, treffer den en film for fargefotografering, og avslører tre poeng.
Følgende farger kan sees fra bunnen til toppen ved å observere de lyse flekkene som er avslørt i filmen:
a) rød, grønn, blå.
b) grønn, rød, blå.
c) blå, grønn, rød.
d) grønn, blå, rød.
e) blå, rød, grønn.
Mal: bokstaven A.Vedtak:
Det er kjent at brytningsindeksen er direkte relatert til lysets bølgelengde - jo kortere bølgelengde, jo høyere brytningsindeks for mediet. På denne måten er lysstrålen som gjennomgår den største avviket den blå, som etter å ha blitt reflektert blir det første lyspunktet fra bunnen til toppen.
Av Rafael Hellerbrock
Fysikklærer
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm
