Co to jest współczynnik załamania światła?

Współczynnik załamania jest wartością liczbową, która wskazuje sposób, w jaki światło będzie podróżować przez określoną substancję w stosunku do tego, jak podróżuje przez próżnię. Zasadniczo wskaźnik jest wskazywany jako wartość dziesiętna, ale opiera się na prędkości światła w próżni podzielonej przez prędkość światła przemieszczającego się przez określone medium, takie jak szkło lub woda. Te inne ośrodki mają tendencję do zmniejszania prędkości światła i zmiany jego kierunku, a zatem wynikowa liczba ma wartość większą niż jeden. Współczynnik załamania światła dla danego materiału może być różny dla różnych widm światła; dlatego wskaźnik zwykle wskazuje również rodzaj zastosowanej energii świetlnej.

Nazywany również współczynnikiem załamania światła, współczynnik załamania światła materiału jest wskazywany w odniesieniu do próżni. Kiedy ludzie na ogół odnoszą się do prędkości światła, wynoszącej około 3x10 ⁸ metrów na sekundę (m / s), zwykle mają na myśli prędkość światła przez próżnię. Ta prędkość jest stała i jest standardem, w porównaniu z którym inne prędkości są porównywane w przypadku światła i określania współczynnika załamania światła dla określonego materiału.

Współczynnik załamania wskazuje, o ile prędkość światła jest zmniejszona podczas podróży przez określone medium. Na przykład, gdy światło przechodzi z próżni do przezroczystego szkła, nadal przechodzi przez szkło, ale większa gęstość szkła zmienia sposób, w jaki światło przez nie przepływa. Światło jest spowalniane, gdy przechodzi przez szybę, a jego kierunek zmienia się nieznacznie podczas przechodzenia przez szybę; dotyczy to każdego rodzaju przezroczystego materiału. Efekt ten często można zaobserwować poprzez umieszczenie prostego patyka w wodzie. Gdy światło wędrujące z patyka do oka osoby przemieszcza się między wodą a powietrzem, załamuje się, a patyk wydaje się wygięty w wodzie.

Aby określić współczynnik załamania światła dla określonego ośrodka, ktoś określa prędkość światła przemieszczającego się przez to medium, a następnie dzieli prędkość światła w próżni przez prędkość w ośrodku. Wartość ta jest podawana w postaci dziesiętnej, a liczbę tę określa się jako współczynnik załamania światła dla tego materiału. Indeks dla konkretnego ośrodka może być nieco inny dla różnych częstotliwości światła, dlatego zwykle wskazany jest rodzaj zastosowanego światła, często światło żółte. Woda ma współczynnik załamania światła około 1,33, co oznacza, że ​​światło w próżni porusza się około 1,33 razy szybciej niż światło w wodzie, podczas gdy diamenty mają wskaźnik około 2,4, co oznacza, że ​​światło porusza się dwa razy szybciej w próżni niż przez diament.