Indicele de refracție este magnitudine fizică adimensională care măsoară reducerea viteza luminii când este transmis prin unele mediu optic transparent. Se numește abilitatea de a reduce viteza luminii refringență.
Ei exista doua tipuri a indicelui de refracție: absolut și relativ. O indicele de refracție absolut, a cărei valoare cea mai mică posibilă este 1, se calculează prin raportul dintre viteza luminii în vid și viteza luminii în orice alt mediu. O indicele de refracție relativla rândul său, este determinat de raportul dintre viteza luminii în alte două medii decât vidul, care poate fi mai mică de 1.
Un indice de refracție egal cu 1 indică faptul că, în mediul în care se propagă, lumina se deplasează cu aceeași viteză pe care ar călători călătorind printr-un vid. Un indice de refracție egal cu 2, de exemplu, indică faptul că, în vid, lumina s-ar propaga de două ori mai repede decât într-un mediu al cărui indice de refracție este egal cu 2.
Vezi și: La urma urmei, ce este lumina?
Indicele de refracție absolut și relativ
O Index derefracţieabsolut este calculat de raportul dintre viteza luminii într-un vid, al cărui simbol este ç și care are o valoare aproximativ egală cu 3,0.108 Domnișoară (299.792.458 m / s), iar viteza luminii într-un destul detransparent și omogen oricare, simbolizat prin litera v:
Nu - indicele de refracție
ç - viteza luminii în vid (3.0.108 Domnișoară)
v - viteza luminii în mijloc
Formula de mai sus indică faptul că nu există nicio modalitate de a refracţie valoare mai mică de 1, deoarece mediul în care lumina este capabilă să se miște cu o viteză mai mare este vidul în sine.
O indicele de refracție relativ se calculează prin raportul dintre indicii de refracție absolută a două medii optice, 1 și 2, atunci când este traversat de un fascicul de lumină. Un astfel de indice poate fi calculat conform celor prezentate în figura următoare. Uite:
Nu1,2 - indicele de refracție al mediului 1 în raport cu mediul 2
v1 si tu2- viteza luminii pe mediile 1 și 2
indicele de refracție și lungimea de undă
O indicele de refracție a unui mediu optic depinde de lungimeînval a luminii care trece prin ea. Acest fenomen este cunoscut sub numele de dispersie cromatică. Din acest motiv, atunci când treceți printr-o prismă sau o picătură de apă, lumina albă, care este formată din combinația tuturor culori vizibile (de aceea poate fi numit policromatic), suferă dispersie, permițându-ne să observăm separarea culorilor spectru vizibil.
Indicele de refracție este invers proporțională lungimea de undă a luminii, deci cu cât este mai mică lungimea de undă a luminii, cu atât este mai mare indicele de refracție al luminii pentru un mediu dat. Prin urmare, indicele de refracție al aceluiași mediu va fi mai mare pentru lumina violetă decât pentru lumina roșie, de exemplu.
indicele de refracție și temperatura
Indicele de refracție are o relație cu temperatura la mijloc, dar asta nu înseamnă că se schimbă din cauza schimbărilor de temperatură, ci din cauza schimbărilor de densitate. Această relație dintre indicele de refracție și temperatură este cea care determină formarea de distorsiuni și miraje deasupra suprafețelor încălzite, cum ar fi asfaltul sau capota unui vehicul într-o zi foarte caldă, deoarece încălzirea aerului provoacă dilatare. În acest fel, scade densitatea sa, precum și indicele său de refracție.
Citește și:Principalele subiecte ale studiului opticii
Tabelul indexului de refracție
Tabelul următor prezintă câțiva indici de refracție a materialelor cunoscute.
Exerciții rezolvate privind indicele de refracție
Întrebarea 1 - (UFPR) Un mediu dat are un indice de refracție n1. Un alt mediu are un indice de refracție n2. Verificați alternativa care exprimă corect relația dintre modulele de viteze ale luminii în cele două medii, atunci când n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
CV2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Șablon: litera D.
Rezoluţie:
Deoarece indicele de refracție al mediului 2 este de două ori indicele de refracție al mediului, trebuie înțeles că viteza de propagare a luminii în mediu 2 este de două ori mai mică decât aceeași viteză în mediu 1.
Întrebarea 2 - (Eear) Luând în considerare viteza de propagare a luminii în două medii omogene și distincte, respectiv egale la 200.000 km / s și 120.000 km / s, determinați indicele de refracție relativ al primului mediu al celui de-al doilea. Luați în considerare viteza luminii în vid egală cu 300.000 km / s.
a) 0,6
b) 1.0
c) 1.6
d) 1.7
Șablon: litera a.
Rezoluţie:
Pentru a rezolva întrebarea, este suficient să împărțiți viteza la care lumina se propagă în cele două medii. Deoarece dorim să cunoaștem indicele relativ de refracție al primului mediu în raport cu cel de-al doilea, trebuie să facem următorul calcul:
Întrebarea 3 - (Enem) Figura reprezintă o prismă optică realizată dintr-un material transparent și al cărei indice de refracție crește odată cu frecvența luminii care cade pe ea. Un fascicul de lumină, compus din lumini roșii, albastre și verzi, cade pe fața A și apare pe fața B și, după ce este reflectată de o oglindă, lovește un film pentru fotografierea color, dezvăluind trei puncte.
Observând petele luminoase dezvăluite în film, de jos în sus, se pot vedea următoarele culori:
a) roșu, verde, albastru.
b) verde, roșu, albastru.
c) albastru, verde, roșu.
d) verde, albastru, roșu.
e) albastru, roșu, verde.
Șablon: litera a.Rezoluţie:
Se știe că indicele de refracție este direct legat de lungimea de undă a luminii - cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât este mai mare indicele de refracție al mediului. În acest fel, raza de lumină care suferă cea mai mare abatere este cea albastră, care, după ce a fost reflectată, devine primul punct de lumină, de jos în sus.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm