ดัชนีหักเห คือ ขนาดทางกายภาพที่ไม่มีมิติ ซึ่งวัดการลดลงของ ความเร็วของแสง เมื่อมันถูกส่งผ่านบ้าง สื่อแสงโปร่งใส. ความสามารถในการลดความเร็วแสงเรียกว่า การสะท้อนกลับ
พวกมันมีอยู่จริง สองประเภท ของดัชนีหักเห: สัมบูรณ์และสัมพัทธ์ โอ ดัชนีการหักเหของแสงสัมบูรณ์ซึ่งมีค่าน้อยที่สุดคือ 1 คำนวณโดยอัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในสุญญากาศกับความเร็วของแสงในตัวกลางอื่นๆ โอ ดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์ในทางกลับกัน ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่างความเร็วของแสงในตัวกลางสองชนิดที่ไม่ใช่สุญญากาศ ซึ่งอาจน้อยกว่า 1
ดัชนีการหักเหของแสงเท่ากับ 1 บ่งชี้ว่าในตัวกลางที่มันแพร่กระจาย แสงเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันกับที่มันจะเดินทางผ่านสุญญากาศ ตัวอย่างเช่น ดัชนีการหักเหของแสงเท่ากับ 2 บ่งชี้ว่าในสุญญากาศ แสงจะแพร่กระจายอย่างรวดเร็วเป็นสองเท่าในตัวกลางที่มีดัชนีการหักเหของแสงเท่ากับ 2
ดูด้วย: ท้ายที่สุดแล้วแสงคืออะไร?
ดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์และสัมพัทธ์
โอ ดัชนีของการหักเหของแสงแน่นอน คำนวณโดยอัตราส่วนความเร็วแสงในสุญญากาศซึ่งมีสัญลักษณ์คือ ค และมีค่าประมาณเท่ากับ 3,0.108 นางสาว (299,792,458 m/s) และความเร็วของแสงเป็น ค่อนข้างโปร่งใส และ เป็นเนื้อเดียวกัน ใด ๆ สัญลักษณ์โดยตัวอักษร v:
ไม่ - ดัชนีการหักเหของแสง
ค – ความเร็วแสงในสุญญากาศ (3.0.108 นางสาว)
วี - ความเร็วแสงตรงกลาง
สูตรข้างต้นบ่งชี้ว่าไม่มีทางที่จะ การหักเหของแสง ที่มีค่าน้อยกว่า 1 เนื่องจากตัวกลางที่แสงสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากกว่านั้นก็คือสุญญากาศนั่นเอง
โอ ดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์ คำนวณโดยอัตราส่วนระหว่างดัชนีการหักเหสัมบูรณ์ของสื่อออปติคัลสองตัวคือ 1 และ 2 เมื่อข้ามด้วยลำแสง ดัชนีดังกล่าวสามารถคำนวณได้ตามที่แสดงในรูปต่อไปนี้ ดู:
ไม่1,2 – ดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง 1 เทียบกับตัวกลาง 2
วี1 และคุณ2– ความเร็วแสงบนสื่อ 1 และ 2
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ดัชนีหักเหและความยาวคลื่น
โอ ดัชนีการหักเหของแสง ของสื่อแสงขึ้นอยู่กับ ความยาวในคลื่น ของแสงที่ผ่านเข้ามา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การกระจายตัวของสี. เพราะเหตุนี้เองเมื่อผ่านปริซึมหรือหยดน้ำแสงสีขาวซึ่งเกิดขึ้นจากการรวมกันทั้งหมด สีที่มองเห็นได้ (จึงเรียกว่าพหุสี) ผ่านการกระจายตัว จึงทำให้เราสังเกตการแยกสีของ สเปกตรัมที่มองเห็นได้.
ดัชนีการหักเหของแสงคือ สัดส่วนผกผัน ความยาวคลื่นของแสง ดังนั้น ยิ่งความยาวคลื่นของแสงสั้น ดัชนีการหักเหของแสงสำหรับตัวกลางที่กำหนดก็จะยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางเดียวกันจะสูงกว่าสำหรับแสงสีม่วงมากกว่าแสงสีแดง เป็นต้น
ดัชนีการหักเหของแสงและอุณหภูมิ
ดัชนีหักเหมีความสัมพันธ์กับ อุณหภูมิ อยู่ตรงกลาง แต่ไม่ได้หมายความว่าจะเปลี่ยนเพราะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แต่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่น ความสัมพันธ์ระหว่างดัชนีการหักเหของแสงกับอุณหภูมินี้เป็นสาเหตุของการบิดเบือนและ ภาพลวงตา เหนือพื้นผิวที่มีความร้อนสูง เช่น ยางมะตอยหรือฝากระโปรงรถในวันที่อากาศร้อนจัด เนื่องจากความร้อนของอากาศทำให้เกิด การขยาย. ด้วยวิธีนี้ความหนาแน่นจะลดลงเช่นเดียวกับดัชนีการหักเหของแสง
อ่านด้วย:หัวข้อหลักของการศึกษาทัศนศาสตร์
ตารางดัชนีการหักเหของแสง
ตารางต่อไปนี้แสดงดัชนีการหักเหของแสงบางส่วนของวัสดุที่ทราบ
แก้ไขแบบฝึกหัดเกี่ยวกับดัชนีการหักเหของแสง
คำถามที่ 1 - (UFPR) สื่อที่กำหนดมีดัชนีการหักเหของแสง n1. สื่ออื่นมีดัชนีการหักเหของแสง n2. ตรวจสอบทางเลือกที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างโมดูลความเร็วแสงในตัวกลางทั้งสองอย่างถูกต้องเมื่อ n2 = 2n1.
ก) v2 = 4v1
ข) v2 = 2v1
ประวัติย่อ2 = วี1
ง) v2 = วี1/2
จ) v2 = วี1/4
แม่แบบ: จดหมาย D.
ความละเอียด:
เนื่องจากดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง 2 เป็นสองเท่าของดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลาง จึงต้องทำความเข้าใจ ว่าความเร็วการแพร่กระจายของแสงในตัวกลาง 2 นั้นน้อยกว่าความเร็วเดียวกันในตัวกลางถึงสองเท่า twice 1.
คำถามที่ 2 - (Eear) พิจารณาความเร็วการแพร่กระจายของแสงในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกันสองตัวตามลำดับ ที่ 200,000 กม./วินาที และ 120,000 กม./วินาที ให้กำหนดดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์ของตัวกลางตัวแรกถึงตัวที่สอง พิจารณาความเร็วแสงในสุญญากาศเท่ากับ 300,000 กม./วินาที
ก) 0.6
ข) 1.0
ค) 1.6
ง) 1.7
แม่แบบ: จดหมาย ก.
ความละเอียด:
ในการแก้ปัญหานี้ การแบ่งความเร็วที่แสงแพร่กระจายในสื่อทั้งสองก็เพียงพอแล้ว เนื่องจากเราต้องการทราบดัชนีสัมพัทธ์ของการหักเหของตัวกลางแรกเทียบกับตัวกลางที่สอง เราจึงต้องทำการคำนวณดังต่อไปนี้:
คำถามที่ 3 - (ศัตรู) ตัวเลขนี้แสดงถึงปริซึมเชิงแสงที่ทำจากวัสดุโปร่งใส และดัชนีการหักเหของแสงจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ของแสงที่ตกลงมา ลำแสงที่ประกอบด้วยแสงสีแดง น้ำเงิน และเขียว ตกลงมาที่หน้า A และปรากฏขึ้นที่หน้า B และหลังจากถูกสะท้อนด้วยกระจก ก็กระทบกับฟิล์มสำหรับถ่ายภาพสี เผยให้เห็นสาม คะแนน
เมื่อสังเกตจุดสว่างที่ปรากฏในภาพยนตร์ จากล่างขึ้นบน จะเห็นสีต่อไปนี้:
ก) แดง เขียว น้ำเงิน
b) เขียว, แดง, น้ำเงิน
ค) น้ำเงิน เขียว แดง
ง) เขียว น้ำเงิน แดง
จ) น้ำเงิน แดง เขียว
แม่แบบ: จดหมาย ก.ความละเอียด:
เป็นที่ทราบกันดีว่าดัชนีการหักเหของแสงนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับความยาวคลื่นของแสง ยิ่งความยาวคลื่นสั้น ดัชนีการหักเหของแสงของตัวกลางก็จะยิ่งสูงขึ้น ด้วยวิธีนี้ รังสีของแสงที่ผ่านส่วนเบี่ยงเบนมากที่สุดคือแสงสีน้ำเงิน ซึ่งหลังจากสะท้อนแสงแล้วจะกลายเป็นจุดแรกของแสง จากด้านล่างขึ้นด้านบน
โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์
