Refraktiivisuutta

Refraktiivisuus on ilmiö, jossa aallot—yleensä valo tai radioaallot—muuttavat etenemistään ja nopeuttaan siirryttyään aineesta toiseen. Tämä johtuu siitä, että valon nopeus riippuu aineesta, jonka läpi se etenee. Refraktiivisuus on keskeinen käsite optiikassa ja sähkömagneettisessa säteilyssä, ja se vaikuttaa esimerkiksi siitä, miten valon suunta taittuu rajapinnoilla.

Refraktiivisuutta mitataan usein refraktiokertoimella n, joka on valon nopeuden suhde tyhjiöön: n = c/v. Kun valo siirtyy rajapinnasta, taittumista kuvaa Snellin laki: n1 sin theta1 = n2 sin theta2. Mitä suurempi erotus kahden aineen n-arvoissa, sitä suurempi on taittuminen.

Materiaaleilla on myös dispersion: refraktiokertoimet muuttuvat aallonpituuden mukaan, joten eri väreilläkin taiteutuvat hieman eri tavoin. Esimerkkejä: ilman n noin 1,00029, veden n noin 1,333, lasin tyypistä riippuen noin 1,45–1,9. Refraktiivisuus mahdollistaa linssien, prismien ja muiden optisten järjestelmien toimintaperiaatteen sekä näkökyvyn korjaamisen.

Ilmakehässä ja radioviestinnässä refraktiivisuudella on merkittävä rooli. Siellä käytetään N-arvoa, joka määritellään N = (n−1)×10^6. N-arvo riippuu paineesta, lämpötilasta ja kosteudesta, ja se vaikuttaa signaalin etenemiseen sekä optisiin että radioviesteihin sekä näennäiseen taivaanäkymään.