brytningsindeks

Brytningsindeks angir hvor mye lys brytes i en overgang mellom to medier. Brytningsindeksen til et medium er definert som lyshastigheten i vakuum dividert på bølgehastigheten \(v\) i mediet, \(n=c/v\). Mer presist er \(v\) fasehastigheten i det aktuellet mediet.

Brytningsindeksen er 1,00029 for luft ved normalt trykk og temperatur, 1,333 for vann, 1,5–1,6 for kronglass, 1,6–1,8 for flintglass og 2,287 for diamant. (Alt sammen for gult lys med en bølgelengde på ca. 589 nanometer i luft.)

Brytningsindeksen \(n\) er vanligvis større enn 1, men det fins materialer med \(n<1\) for noen bølgelengder, se lyshastighet. I kunstige materialer, såkalte metamaterialer, trenger ikke \(n\) en gang være positiv. Disse vil imidlertid ha tap, slik at brytningsindeksen blir kompleks.

Kompleks brytningsindeks

Den såkalte komplekse brytningsindeksen defineres ved

\( n = \sqrt{\epsilon_\text{r}\mu_\text{r}} \),

der \( \epsilon_\text{r} \) og \( \mu_\text{r} \) er henholdsvis relativ permittivitet og permeabilitet uttrykt som funksjon av frekvens. Hvis \( \epsilon_\text{r}\mu_\text{r} \) er reell og positiv, blir \( n \) reell og sammenfaller med brytningsindeksen definert som \( n = c/v \). I motsatt fall vil \( n \) få en imaginærdel, som forteller hvor raskt bølgen dempes innover i mediet.

Mikroskopisk tolkning

For de fleste materialer som er gjennomsiktige for lys (eller elektromagnetiske bølger mer generelt), er \( \mu_\text{r} = 1 \), og brytningsindeksen er derfor gitt av den relative permittiviteten \(\epsilon_\text{r}\), \( n = \sqrt{\epsilon_\text{r}} \). Mikroskopisk sett beskriver permittiviteten dynamikken til dipolene i materialet: Når man setter på et elektrisk felt, tar det tid for dipolene å stille seg inn.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg