Index lomu je bezrozmerná fyzická veľkosť ktorá meria zníženie rýchlosť svetla keď sa prenáša cez niektoré priehľadné optické médium. Schopnosť znižovať rýchlosť svetla sa nazýva refrencia.
Existujú dva typy indexu lomu: absolútny a relatívny. O absolútny index lomu, ktorého najmenšia možná hodnota je 1, sa počíta z pomeru medzi rýchlosťou svetla vo vákuu a rýchlosťou svetla v akomkoľvek inom médiu. O relatívny index lomu, je zase určená pomerom medzi rýchlosťou svetla v dvoch médiách iných ako vákuum, ktoré môžu byť menšie ako 1.
Index lomu rovný 1 naznačuje, že v médiu, v ktorom sa šíri, sa svetlo pohybuje rovnakou rýchlosťou, ako by cestovalo vo vákuu. Napríklad index lomu rovný 2 naznačuje, že vo vákuu by sa svetlo šírilo dvakrát rýchlejšie ako v médiu, ktorého index lomu je rovný 2.
Pozri tiež: Nakoniec, čo je to svetlo?
Absolútny a relatívny index lomu
O index zlomabsolútna sa počíta ako pomer rýchlosti svetla vo vákuu, ktorého symbol je ç a ktorá má hodnotu približne rovnakú 3,0.108 pani
(299 792 458 m / s) a rýchlosť svetla v a celkomtransparentné a homogénny akékoľvek, symbolizované písmenom v:
č - index lomu
ç - rýchlosť svetla vo vákuu (3.0.108 pani)
v - rýchlosť svetla v strede
Vyššie uvedený vzorec naznačuje, že neexistuje spôsob, ako lom hodnota menšia ako 1, pretože médiom, v ktorom je svetlo schopné sa pohybovať väčšou rýchlosťou, je samotné vákuum.
O relatívny index lomu sa vypočíta ako pomer medzi absolútnymi indexmi lomu dvoch optických médií 1 a 2, keď ich pretne svetelný lúč. Takýto index je možné vypočítať podľa toho, čo je znázornené na nasledujúcom obrázku. Pozri:
č1,2 - index lomu média 1 vo vzťahu k médiu 2
v1 a ty2- rýchlosť svetla na médiu 1 a 2
index lomu a vlnová dĺžka
O index lomu optického média závisí od dĺžkavmávať svetla, ktoré ním prechádza. Tento jav je známy ako chromatická disperzia. Z tohto dôvodu pri prechode cez hranol alebo kvapku vody biele svetlo, ktoré je tvorené kombináciou všetkých viditeľné farby (preto sa dá nazvať polychromatickým), prechádzajú disperziou, čo nám umožňuje pozorovať oddelenie farieb viditeľné spektrum.
Index lomu je nepriamo úmerne vlnová dĺžka svetla, teda čím kratšia je vlnová dĺžka svetla, tým vyšší je index lomu svetla pre dané médium. Preto bude index lomu rovnakého média vyšší napríklad pre fialové svetlo ako pre červené svetlo.
index lomu a teplota
Index lomu má vzťah s teplota v strede, to však neznamená, že sa mení kvôli zmenám teploty, ale kvôli zmenám hustoty. Tento vzťah medzi indexom lomu a teplotou je to, čo spôsobuje tvorbu skreslení a fatamorgány nad vyhrievanými povrchmi, ako je asfalt alebo kapota vozidla, vo veľmi horúcom dni, pretože zahrievanie vzduchu spôsobuje jeho rozšírenie. Týmto spôsobom klesá jeho hustota, ako aj index lomu.
Prečítajte si tiež:Hlavné témy štúdia optiky
Tabuľka indexov lomu
V nasledujúcej tabuľke sú uvedené niektoré indexy lomu známych materiálov.
Vyriešené cvičenia na index lomu
Otázka 1 - (UFPR) Dané médium má index lomu n1. Ďalšie médium má index lomu n2. Skontrolujte alternatívu, ktorá správne vyjadruje vzťah medzi modulmi rýchlostí svetla v dvoch médiách, keď n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
životopis2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Šablóna: písmeno D.
Rozhodnutie:
Pretože index lomu média 2 je dvojnásobkom indexu lomu média, je potrebné to chápať že rýchlosť šírenia svetla v médiu 2 je dvakrát nižšia ako táto rovnaká rýchlosť v médiu 1.
Otázka 2 - (Eear) Ak vezmeme do úvahy rýchlosti šírenia svetla v dvoch homogénnych a odlišných médiách, respektíve rovnakých pri 200 000 km / s a 120 000 km / s určite relatívny index lomu prvého média k druhému. Zvážte rýchlosť svetla vo vákuu rovnom 300 000 km / s.
a) 0,6
b) 1,0
c) 1.6
d) 1.7
Šablóna: písmeno A.
Rozhodnutie:
Na vyriešenie otázky stačí rozdeliť rýchlosti, pri ktorých sa svetlo šíri v týchto dvoch médiách. Pretože chceme poznať relatívny index lomu prvého média vo vzťahu k druhému, musíme urobiť nasledujúci výpočet:
Otázka 3 - (Enem) Obrázok predstavuje optický hranol vyrobený z priehľadného materiálu a ktorého index lomu rastie s frekvenciou svetla, ktoré na neho dopadá. Svetelný lúč zložený z červeného, modrého a zeleného svetla dopadá na tvár A a vystupuje na tvár B a potom, čo sa odráža zrkadlom, zasiahne film pre farebnú fotografiu a odhalí tri bodov.
Pri sledovaní jasných škvŕn odhalených vo filme je možné odspodu nahor vidieť nasledujúce farby:
a) červená, zelená, modrá.
b) zelená, červená, modrá.
c) modrá, zelená, červená.
d) zelená, modrá, červená.
e) modrá, červená, zelená.
Šablóna: písmeno A.Rozhodnutie:
Je známe, že index lomu priamo súvisí s vlnovou dĺžkou svetla - čím je vlnová dĺžka kratšia, tým vyšší je index lomu média. Týmto spôsobom je lúčom svetla, ktorý prechádza najväčšou odchýlkou, modrý lúč, ktorý sa po odraze stáva prvým bodom svetla, zdola nahor.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/indice-de-refracao.htm