› 首页 ›资讯 › 查看内容

应用光学004---折射率与光速

2021-12-20 10:44| 发布者：Davis| 查看：877| 评论：0|原作者: 小小光08

摘要：本文主要介绍了光在介质中传播的速度与折射率的关系，以及不同介质对于指定波长光的绝对折射率和相对折射率的定义及计算方法。同时还介绍了空气折射率的影响因素和工业折射率的概念。

各种波长的光在真空中的速度c为定值，而在介质中，光的传播速度v与介质的性质和光的波长有关，一般v小于c。对于一定的介质，一定波长的光传播速度也为常量。

一定波长的单色光在真空中的传播速度c与它在给定介质中的传播速度ν之比，定义为该介质对指定波长的光的绝对折射率。

图1：折射率定义示意图

由图1说明，设有一束平行光束投射到两个介质的平面分界面上，所有光线的入射角为I₁，折射角为I₂，折射光线也相互平行。平行光束相对应的是平面波，OQ为入射平面波，O`Q`为折射后的平面波，设光在两介质中的速度分别为v₁和v₂，则

由图1可见，

两式相除，可得，

由此可知，第二种介质对第一种介质的折射率之比等于第一种介质中的光速v₁和第二种介质中的光速v₂之比。

显然，介质对真空的绝对折射率值为

在给定介质中，一定波长的光的速度为常数，所以该波长的绝对折射率也为常数。

被分界面分开的两种介质，折射率高的光速低，称为光密介质；折射率低的光速高，称为光疏介质。

空气的绝对折射率受温度和压力的影响，其经验公式为

上式中，P为大气压强；P为标准大气压；t为温度(℃)；系数a=1/273K。

在标准条件下（p₀=101275Pa，t=293K=20℃)，空气的折射率为

显然,空气的折射率受温度和压力影响较小。工业应用上常把空气的折射率作为1单位。在空气中测得的介质折射率为工业折射率，简称折射率。

当光线从第一种介质进入第二种介质时，第二种介质相对于第一种介质的折射率称为“相对折射率”。其值为第二种介质的折射率与第一种介质的折射率之比，即

这样，折射定律可表示为

通常所说的介质的折射率实际上是该介质对于空气的相对折射率。