brytningsindexet

Brytningsindexet, ofta betecknat n, är ett mått på hur mycket ljuset saktar in när det passerar från vakuum till ett material. Det definieras som n = c/v där c är ljusets hastighet i vakuum och v är ljusets hastighet i mediet. För icke-absorberande medier är n ett realt tal; i absorberande medier används ett komplext brytningsindex ñ = n - iκ där κ beskriver hur starkt ljuset absorberas.

Vid gränsen mellan två medier följer Snells lag: n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Denna relation beskriver hur ljuset böjs vid passage genom gränsen (refraktion) och hur hastigheten ändras mellan olika medier.

Brytningsindexet är våglängdsberoende och n varierar med λ, vilket kallas dispersion. På grund av dispersion sprids färger sig när vitt ljus passerar genom ett prisma. Olika material har olika n(λ) och små förändringar i temperatur eller tryck påverkar också n något genom att ändra mediets densitet.

Vanliga värden är ungefär n ≈ 1,0003 för luft, omkring 1,333 för vatten och cirka 1,5 för många glas, medan diamant har n ≈ 2,42. Dessa skillnader används inom optik för att konstruera linser, prismor och fiberoptiska ledare.

Fenomen kopplade till brytningsindexet inkluderar total intern reflektion, som uppstår när ljus går från ett material med högre till ett med lägre n och incidentvinkeln överstiger den kritiska vinkeln. Vissa kristaller är anisotropa och uppvisar birefringence, där n varierar med ljusets polarisation och riktning.