Indeks loma
Indeks loma (oznaka n) je bezdimenzionalna fizikalna veličina koja opisuje međudjelovanje svjetlosti i optički prozirne tvari, a definirana je kao omjer brzine svjetlosti u vakuumu c i brzine svjetlosti u tvari v:
![](http://up.wiki.x.io/wikipedia/commons/thumb/1/13/F%C3%A9nyt%C3%B6r%C3%A9s.jpg/250px-F%C3%A9nyt%C3%B6r%C3%A9s.jpg)
![](http://up.wiki.x.io/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Snells_law2.svg/250px-Snells_law2.svg.png)
![](http://up.wiki.x.io/wikipedia/hr/thumb/f/fd/Totalna_refleksija_1.pdf/page1-250px-Totalna_refleksija_1.pdf.jpg)
Posljedica je promjene brzine svjetlosti promjena pravca njezina širenja pri prelasku iz jednoga optičkog sredstva u drugo. Što je indeks loma veći, veća je promjena pravca, odnosno veći je lom svjetlosti (refrakcija). Indeks loma može se s pomoću Snelliusova zakona odrediti iz geometrijskih odnosa kutova zraka svjetlosti prema površini sredstva u kojem dolazi do loma:
gdje je: θ1 - upadni kut prema okomici na površinu sredstva, θ1 - kut loma, n1 - indeks loma optičkoga sredstva iz kojega svjetlost dolazi, a n2 - indeks loma optičkoga sredstva u koje svjetlost ulazi. Često se rabi relativni indeks loma, koji je jednak omjeru indeksa loma dvaju sredstava:
Svjetlost se u nekoj tvari širi brzinom:
gdje je: εr - relativna dielektrična permitivnost tvari, a μr - relativna magnetska permeabilnost. Kako za relativnu magnetsku permeabilnost u optički prozirnom sredstvu vrijedi μr ≈ 1, proizlazi da indeks loma ovisi samo o relativnoj dielektričnoj permitivnosti:
Međutim, za mnoge tvari dolazi do odstupanja od toga izraza, zbog postojanja električnih dipola u dielektricima i ovisnosti relativne dielektrične permitivnosti o frekvenciji svjetlosti.[1]
Indeks loma materijala je broj koji pokazuje koliko puta je brzina svjetlosti u nekoj sredini manja od brzine u vakuumu. Lom je najočiglednija manifestacija promjene brzine svjetlosti elektromagnetskog zračenja pri prelasku iz jedne sredine u drugu.
Indeks loma zavisi od frekvencije svjetlosti što se eksperimentalno pokazuje u pojavi spektra kada se zrak polikromatske (bijele) svjetlosti propusti kroz prizmu.
Indeks loma je važna osobina materijala i mjeri se pomoću refraktometra.
Indeks loma nekih materijala
urediBrzina svjetlosti je u vakuumu c = 300 000 km/s, a brzina svjetlosti u vodi c2 = 3/4 c, pa je indeks loma za vodu:
Brzina svjetlosti u staklu je približno 2/3 brzine svjetlosti u vakuumu, pa je indeks loma za staklo 3/2 = 1,5. Indeks loma za led je 1,31, za kvarcno staklo od 1,7 do 1,9, za krunsko staklo 1,51. Što je indeks loma neke tvari veći, to se svjetlost u toj tvari jače lomi. Kad zraka svjetlosti prelazi iz vakuuma u bilo koje prozirno sredstvo, ona se lomi prema okomici. Svjetlost ima najveću brzinu u vakuumu, a manju u svim drugim prozirnim sredstvima.[2]
Materijal | λ (nm) | n | Ref. |
---|---|---|---|
Vakuum | 1 (po definiciji) | ||
Zrak kod standardnih uvjeta | 1,000277 | ||
Plinovi kod 0 °C i 1 atm | |||
Zemljina atmosfera | 589,29 | 1,000293 | [3] |
Ugljikov dioksid | 589,29 | 1,001 | [4][5][6] |
Helij | 58,.29 | 1,000036 | [3] |
Vodik | 589,29 | 1,000132 | [3] |
Tekućine kod 20 °C | |||
Arsenijev trisulfid i sumpor u metilenovom jodidu | 1,9 | [7] | |
Benzen | 589,29 | 1,501 | [3] |
Ugljikov disulfid | 589,29 | 1,628 | [3] |
Ugljikov tetraklorid | 589,29 | 1,461 | [3] |
Etanol (alkohol) | 589,29 | 1,361 | [3] |
Silicijevo ulje | 1,336–1,582 | [8] | |
Voda | 589,29 | 1,330 | [3] |
10% otopina glukoze u vodi | 589,29 | 1,3477 | [9] |
20% otopina glukoze u vodi | 589,29 | 1,3635 | [9] |
60% otopina glukoze u vodi | 589,29 | 1,4394 | [9] |
Krutine na sobnoj temperaturi | |||
Titanijev dioksid (rutil) | 589,29 | 2,614 | [10][11] |
Dijamant | 589,29 | 2,419 | [3] |
Silicijev karbid (moisanit) | 2,65–2,69 | ||
Stroncijev titanat | 589,29 | 2,41 | [12] |
Jantar | 589,29 | 1,55 | [3] |
Silicijevo staklo | 589,29 | 1,458 | [3][13] |
Natrijev klorid | 589,29 | 1,544 | [14] |
Ostali materijali | |||
Ukapljeni helij | 1,025 | ||
Vodeni led | 1,31 | ||
TFE/PDD (Teflon AF) | 1,315 | [15][16] | |
Kriolit | 1,338 | ||
Aceton | 1,36 | ||
Etanol | 1.36 | ||
Politetrafluoretilen (teflon) | 1,35–1,38 | [17] | |
Otopina šećera, 25% | 1.3723 | [18] | |
Rožnica (ljudska) | 1,373/1,380/1,401 | [19] | |
Leća (ljudska) | 1,386–1,406 | ||
Kerozin | 1,39 | ||
Otopina šećera, 50% | 1,4200 | [18] | |
Pyrex (borosilikatno staklo) | 1,470 | [20] | |
Glicerol | 1,4729 | ||
Otopina šećera, 75% | 1,4774 | [18] | |
Akrilno staklo | 1,490–1,492 | ||
Krunsko staklo (čisto)] | 1,50–1,54 | ||
Halit (kamena sol) | 1,516 | ||
Polietilentereftalat (PET) | 1,5750 | ||
Polikarbonati | 1,60 | ||
Flintsko staklo (čisto) | 1,60–1,62 | ||
Brom | 1,661 | ||
Flintsko staklo (nečisto) | 1,523–1,925 | ||
Safir | 1,762–1,778 | ||
Borov nitrid | 2-2,14 | [21] | |
Cirkonijev dioksid | 2,15–2,18 | [22] | |
Kalijev niobate (KNbO3) | 2,28 | ||
Cinkov oksid | 390 | 2,4 | |
Cinabarit (živin sulfid) | 3,02 | ||
Silicij | 1200 - 8500 | 3,42–3,48 | [23] |
Galij(III) fosfid | 3,5 | ||
Galij(III) arsenid | 3,927 | ||
Germanij | 3000 - 16000 | 4,05–4,01 | [24] |
Izvori
uredi- ↑ indeks loma, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
- ↑ a b c d e f g h i j k Zajac, Alfred; Hecht, Eugene. 18. ožujka 2003. Optics, Fourth Edition. Pearson Higher Education. ISBN 978-0-321-18878-6
- ↑ Morgan, Joseph. 1953. Introduction to Geometrical and Physical Optics. McGraw-Hill Book Company, INC.
- ↑ Hodgman, Charles D. 1957. Handbook of Chemistry and Physics. Chemical Rubber Publishing Co.
- ↑ Pedrotti, Frank L.; Pedrotti, Leno M.; Pedrotti, Leno S. 2007. Introduction to Optics, Third Edition. Pearson Prentice Hall. str. 221. ISBN 0-13-149933-5
- ↑ Meyrowitz, R, A compilation and classification of immersion media of high index of refraction, American Mineralogist 40: 398 (1955)
- ↑ Silicone Fluids: Stable and Inert Material (PDF). Gelest, Inc. 1998. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 3. ožujka 2016. Pristupljeno 28. kolovoza 2016.
- ↑ a b c Lide, David R. Lide, ur. 2001. CRC Handbook of Physics and Chemistry 82nd izdanje. The Chemical Rubber Company. Cleveland, OH. ISBN 0-8493-0482-2
- ↑ Polyanskiy, Mikhail N. Optical constants of TiO2 (Titanium dioxide). Refractive Index Database
- ↑ Shannon, Robert D.; Shannon, Ruth C.; Medenbach, Olaf; Fischer, Reinhard X. 25. listopada 2002. Refractive Index and Dispersion of Fluorides and Oxides (PDF). J. Phys. Chem. Ref. Data. American Institute of Physics. 31 (4): 931–970. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 27. ožujka 2016. Pristupljeno 28. kolovoza 2016.
- ↑ Frye, Asa; French, R. H.; Bonnell, D. A. 2003. Optical properties and electronic structure of oxidized and reduced single-crystal strontium titanate (PDF). Zeitschrift für Metallkunde. 94 (3): 226. doi:10.3139/146.030226. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 7. svibnja 2020. Pristupljeno 11. srpnja 2014.
- ↑ Tan, G; Lemon, M.; Jones, D.; French, R. 2005. Optical properties and London dispersion interaction of amorphous and crystalline {SiO2} determined by vacuum ultraviolet spectroscopy and spectroscopic ellipsometry (PDF). Physical Review B. 72 (20). Bibcode:2005PhRvB..72t5117T. doi:10.1103/PhysRevB.72.205117. Pristupljeno 11. srpnja 2014.
- ↑ Serway, Raymond A.; Faughn, Jerry S. 2003. College Physics, 6th Edition. Brooks/Cole. str. 692. ISBN 978-0-03-035114-3
- ↑ Teflon AF. Inačica izvorne stranice arhivirana 26. svibnja 2015. Pristupljeno 14. listopada 2010.
- ↑ Yang, Min K. Srpanj 2008. Optical properties of Teflon® {AF} amorphous fluoropolymers (PDF). Journal of Micro/Nano Lithography. 7 (3): 033010. doi:10.1117/1.2965541. Pristupljeno 11. srpnja 2014.
- ↑ French, Roger H.; Rodriguez-Parada, J. M.; Yang, M. K.; Derryberry, R. A.; Lemon, M. F.; Brown, M. J.; Haeger, C. R.; Samuels, S. L.; Romano, E. C.; Richardson, R. E. 2009. Optical properties of materials for concentrator photovoltaic systems (PDF). IEEE Photovoltaic Specialists Conference: 000394. doi:10.1109/PVSC.2009.5411657. ISBN 978-1-4244-2949-3. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 23. listopada 2020. Pristupljeno 11. srpnja 2014.
- ↑ a b c Manual for Sugar Solution Prism (PDF). A/S S. Frederiksen. 03.08.05. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 3. ožujka 2016. Pristupljeno 2012-03-21 Provjerite vrijednost datuma u parametru:
|date=
(pomoć) - ↑ Patel, S; Marshall, J; Fitzke, FW 3rd. ožujka–travnja 1995. Refractive index of the human corneal epithelium and stroma. J Refract Surg. 11 (2): 100–105. PMID 7634138
- ↑ University of Liverpool. Absolute Refractive Index. Materials Teaching Educational Resources. MATTER Project. Inačica izvorne stranice arhivirana 12. listopada 2007. Pristupljeno 18. listopada 2007.
- ↑ Combat Boron Nitride (PDF). Saint Gobain. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 18. veljače 2015. Pristupljeno 12. lipnja 2016.
- ↑ French, Roger H.; Glass, S.; Ohuchi, F.; i dr. 1994. Experimental and theoretical determination of the electronic structure and optical properties of three phases of {ZrO2} (PDF). Physical Review B. 49 (8): 5133. Bibcode:1994PhRvB..49.5133F. doi:10.1103/PhysRevB.49.5133. Pristupljeno 11. srpnja 2014.
- ↑ Silicon. Pmoptics.com. Pristupljeno 21. kolovoza 2014.
- ↑ Germanium. Pmoptics.com. Pristupljeno 21. kolovoza 2014.