Índex de refracció
quocient de la velocitat de la llum en el buit entre la velocitat de la llum en el medi en qüestió / From Wikipedia, the free encyclopedia
En òptica, l'índex refractiu o índex de refracció n d'un material és un nombre adimensional que descriu com es propaga la llum a través d'aquest mitjà. Es defineix com
on c és la velocitat de la llum en el buit i v és la velocitat de fase de la llum en el medi. Per exemple, l'índex de refracció de l'aigua és 1,333, el que significa que la llum viatja a 1,333 vegades més ràpid en un buit del que ho faria en l'aigua.
L'índex de refracció determina com es corba la llum, o refracta, en entrar en un material. Aquest és el primer ús documentat de l'índex de refracció i va ser descrit per la llei de Snell de refracció, n1 sinθ1 = n₂ sinθ₂, on θ1 i θ₂ són els angles d'incidència i refracció, respectivament, d'un raig que travessa la interfície entre dos mitjans amb índexs de refracció n1 i n₂.
Els índexs de refracció també determinen la quantitat de llum que es reflecteix en arribar a la interfície, així com l'angle crític per a la reflexió interna total i l'angle de Brewster.[1]
L'índex de refracció pot ser vist com el factor pel qual la velocitat i la longitud d'ona de la radiació es redueixen respecte als seus valors de buit: la velocitat de la llum en un medi és v = c / n, i de manera similar la longitud d'ona en aquest mitjà és λ = λ0 / n, on λ0 és la longitud d'ona de la llum en el buit. Això implica que en el buit té un índex de refracció d'1, i que la freqüència (f = v / λ) de l'ona no es veu afectada per l'índex de refracció.
L'índex de refracció varia amb la longitud d'ona de la llum. Això es coneix com a dispersió òptica i fa que la llum blanca es divideixi en seus colors constituents en prismes, formant l'arc de Sant Martí, i l'aberració cromàtica en les lents. En la propagació de la llum en els materials absorbents es pot descriure l'ús d'un índex de refracció de valor complex.[2] La part imaginària llavors representa l'atenuació, mentre que la part real representa la refracció.
El concepte d'índex de refracció és àmpliament utilitzat en tot l'espectre electromagnètic, des dels raigs X fins a les ones de ràdio. En general, es defineix l'índex de refracció a partir de la teoria electromagnètica com l'arrel quadrada del producte de la constant dielèctrica () i la permeabilitat magnètica () del material:
També es pot utilitzar amb els fenòmens d'ones, com el so. En aquest cas la velocitat del so s'utilitza en lloc de la velocitat de la llum i el mitjà de referència elegit ha de ser diferent del buit.[3]