Refraktiivsuse

Refraktiivsus ehk refraktiivne indeks on oluline mõiste optikas ja atmosfäärifüüsikas. See kirjeldab, kui palju valguse kiirus väheneb ja suund muutub, kui valgus liigub ühest keskkonnast teise. Kui valgus kiirub vaakumis kiirusega c ja läbivas keskkonnas kiirusega v, on refraktiivne indeks n = c/v. Refraktiivsus võib sõltuda lainepikkusest, mida nimetatakse dispersiooniks.

Refraktiivsust tähistatakse tavaliselt n-iga. Mõnikord kasutatakse ka mõistet refraktiivsus N = (n − 1) × 10^6, mida kasutatakse eriti meteoroloogias. N-iga kirjeldatakse atmosfääri optilisi omadusi ja raadiokommunikatsiooni mudeldamist. Õhu refraktiivsus sõltub rõhust p, temperatuurist T ja veeauru osarõhust e; ligikaudne valem on N ≈ 77,6 p / T + 3,73×10^5 e / T^2, kus p ja e on hPa ning T kelvinites.

Dispersiooni tõttu on n erinev erinevatel lainepikkustel. See seletab, miks valgus lõigatakse prisma kaudu erivärviliseks ja miks kiired käituvad erinevalt raadioside- ja optikaseadmetes.

Rakendused ja mõõtmine: Optikas kasutatakse refraktiivsust läätsede, prillide ja prismade kujundamisel ning dispersioonide analüüsimisel. Atmosfääris see mõjutab raadiovi ja GPS-signaale ning võimaldab atmosfääri mogelde ja kiirteede prognoose. Refraktiivsust mõõdetakse refraktomeetriga, interferomeetria ja muude meetoditega.

Näide: standardse atmosfääri korral on õhu refraktiivsus umbes n ≈ 1,0003, ehk refraktiivne indeks ~300 N-units.