Brytningsindeks

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigering Hopp til søk
Brytningsindeks og forskjellen mellom to materialer

Brytningsindeks er et mål på et materials evne til å lede lys. Den uttrykker på hvor mye hastigheten til lys blir redusert gjennom materialet målt i forhold til lyshastigheten i vakuum og er derfor en benevnelsesløs verdi. Glass (som man regner for ganske gjennomsiktig) har en brytningsindeks på ca. 1,5. Det vil si at lysets hastighet er en faktor 1,5 langsommere i glass enn gjennom det tomme rom.

Brytningsindeksen brukes til å beskrive refraksjon av lys. Når det beveger seg fra et materiale til et annet materiale, vil det få en ny hastighet og derfor kunne skifte retning. Dette fenomenet avhenger av brytningsindeksene i de to mediene og er beskrevet ved Snells brytningslov.

Ved en slik overgang mellom to medier, vil også en del av lyset bli reflektert tilbake. Hvor mye av lyset som blir brutt og hvor mye som blir reflektert, er gitt ved Fresnels lover som igjen avhenger av de to brytningsindeksene.[1]

Når lyset beveger seg fra et optiske tettere til et tynnere medium, blir det brutt bort fra innfallsloddet. Dette gjelder for eksempel i overgangen fra vann til luft. Da det ikke kan brytes mer enn 90°, eksisterer det en viss «kritisk vinkel» slik at når innfallsvinkelen er større enn denne, vil alt lys bli reflektert. Man sier da at man har totalrefleksjon. Denne effekten blir benyttet i mange optiske instrumenter og apparat.

Brytningsindeks har fått tildelt bokstaven n i matematikken og er definert som

når c0 er lyshastigheten i vakuum og c er lysets hastighet gjennom mediet. Ved bruk av Maxwells elektromagnetiske teori finner man at den er gitt som

,

hvor εr materialets relative permittivitet, og μr er materialets relative permeabilitet.[2]

Firmaer som lager optiske instrumenter som kameraobjektiver, kikkerter og annet, må unngå at brytning av lys gjennom glass (nå også optisk plast) fører til uønskede farge- og formforvrengninger. Det fremstilles derfor optisk glass med forskjellige forhåndsbestemte indekser. Disse blir slipt til linser som settes sammen i former og kombinasjoner som skal oppnå den ønskede virkning.

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ E. Hecht, Optics, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts (1998). ISBN 0-201-30425-2.
  2. ^ F. A. Jenkins and H. E. White, Fundamentals of Optics, McGraw-Hill Book Company, New York (1957).