Refraksjonsindekser

Refraksjonsindekser beskriver hvordan lys oppfører seg når det passerer gjennom et medium i forhold til vakuum. For et homogent medium er refraksjonsindeksen n definert som forholdet mellom lysets fasehastighet i vakuum (c) og i mediumet (v): n = c/v. Verdien kan være mellom ulike bølgelengder og kan være kompleks, spesielt i absorberende materialer, der ñ = n − iκ og κ er extinction coefficient som beskriver absorpsjon.

Snells lov gir sammenhengen mellom innkommende og reflektert vinkel og refraksjonsindeksene til de to mediene: n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Når en bølge går fra et medium med høyere n til et med lavere n, kan totalrefleksjon forekomme ved en kritisk vinkel. I anisotrope materialer kan refraksjonsindeksen avhenge av retning og polarisasjon, noe som fører til birefringence med forskjellige indekser, ofte betegnet no og n e.

Dispersion beskriver hvordan n varierer med bølgelengde. Dette er basert på materialets elektroniske struktur og fører til fargeavgrensning ogsynlig spredning av hvitt lys. Empiriske modeller som Cauchy- eller Sellmeier-ligninger brukes til å beskrive n(λ) i ulike materialer.

Måling av refraksjonsindekser gjøres ved refraktometri (for eksempel prismemetoder), ved å måle brytningen av lys eller ved spektroskopiske metoder som ellipsometri. Refraksjonsindekser er sentrale i design av optiske linser, fibre, dekker og antirefleksbelegg, samt i kontroll av optisk bølgeleder og materialvalg i tekniske anvendelser.