refractieindex

De refractieindex, aangeduid met n, is een dimensieloos getal dat de verhouding aangeeft tussen de snelheid van licht in vacuüm en die in een medium. Doorgaans geldt v = c/n, waarbij c de lichtsnelheid in vacuüm is en v de snelheid in het medium. Bij grensvlakken volgt Snell’s wet: n1 sin θ1 = n2 sin θ2. Voor een medium in lucht ligt de refractieindex doorgaans boven 1; voor transparante materialen is n meestal aanzienlijk groter dan 1.

In sommige materialen kan de refractieindex complex zijn: n = n − iκ, waarbij κ de absorptiecoëfficiënt is. Een niet-nul κ duidt op absorptie van licht en op demping van de intensiteit terwijl het licht door het medium reist. Het bestaan van een imaginaire component maakt zowel bundelvervorming als verlies mogelijk.

Dispersie: de refractieindex hangt af van de golflengte; dit verschijnsel heet dispersie. In het zichtbare gebied hebben veel materialen normale dispersie: n neemt af bij toenemende golflengte. Modellen zoals de Sellmeier- of Cauchy-vergelijking geven n als functie van λ. Voorbeelden: glas ligt rond n ≈ 1,5 bij λ = 589 nm; water ongeveer n ≈ 1,333.

Metingen en toepassingen: refractometrie en de prisma-methode bepalen n(λ). Op basis van n en dispersie worden lenzen, coatings en vezels ontworpen. Ook worden indexmatching en anti-reflectiecoatings toegepast om afstraling en verlies te beheersen.

Speciale context: bij röntgenstraling ligt n meestal dicht bij 1 en kan n = 1 − δ met δ klein zijn; de afwijking en absorptie verdwijnen vaak sneller dan bij zichtbaar licht. In veel beschrijvingen wordt een complex refractieve index gebruikt om zowel refractie als absorptie te modelleren.