Показатель преломления (коэффициент преломления). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Показатель преломления (коэффициент преломления) - оптич. характеристика среды, связанная с преломлением света на границе раздела двух прозрачных оптически однородных и изотропных сред при переходе его из одной среды в другую и обусловленная различием фазовых скоростей распространения света

в средах. Величина П. п., равная отношению этих скоростей

наз. относительным

Показатель преломления этих сред. Если свет падает на вторую пли первую среду из вакуума (где скорость распространения света с), то величины

наз. абсолютными П. п. данных сред. При этом

а закон преломления может быть записан в виде

где

- углы падения и преломления.

Величина абсолютного П. п. зависит от природы и строения вещества, его агрегатного состояния, температуры, давления и др. При больших интенсивностях П. п. зависит от интенсивности света (см. Нелинейная оптика). У ряда веществ П. п. изменяется под действием внеш. электрич. поля (Керра эффект - в жидкостях и газах; электрооптич. Поккельса эффект - в кристаллах).

Для данной среды П. п. зависит от длины волны света l, причём в области полос поглощения эта зависимость носит аномальный характер (см. Дисперсия света ).В рентг. области П. п. практически для всех сред близок к 1, в видимой области для жидкостей и твёрдых тел - порядка 1,5; в ИК-области для ряда прозрачных сред

4,0 (для Ge).

Анизотропные среды характеризуются двумя П. п.: обыкновенным

(аналогично изотропным средам) и

- необыкновенным, величина к-рого зависит от угла падения луча и, следовательно, направления распространения света в среде (см. Кристаллооптика ).Для сред, обладающих поглощением (в частности, для металлов), П. п. является комплексной величиной и может быть представлен в виде

где га - обычный П. п.,

- показатель поглощения (см. Поглощение света, Металлооптика).

П. п. является макроскопич. характеристикой среды и связан с её диэлектрической проницаемостью

н магн. проницаемостью

Классич. электронная теория (см. Дисперсия света)позволяет связать величину П. п. с микроскопич. характеристиками среды - электронной поляризуемостью атома (или молекулы)

зависящей от природы атомов и частоты света, и плотностью среды:

где N - число атомов в единице объёма. Действующее на атом (молекулу) электрич. поле

световой волны вызывает смещение оптич. электрона из положения равновесия; атом приобретает индуциров. дипольный момент

изменяющийся во времени с частотой падающего света, и является источником вторичных когерентных волн, к-рые. интерферируя с падающей на среду волной, образуют результирующую световую волну, распространяющуюся в среде с фазовой скоростью

и потому

Интенсивность обычных (не лазерных) источников света относительно невелика, напряжённость электрич. поля

световой волны, действующего на атом, много меньше внутриатомных электрич. полей, и электрон в атоме можно рассматривать как гармонич. осциллятор. В этом приближении величина

и П. п.

являются величинами постоянными (на данной частоте), не зависящими от интенсивности света. В интенсивных световых потоках, создаваемых мощными лазерами, величина электрич. поля световой волны может быть соизмерима с внутриатомными элект-рич. полями и модель гармония, осциллятора оказывается неприемлемой. Учёт ангармоничности сил в системе электрон - атом приводит к зависимости поляризуемости атома

а следовательно и П. п., от интенсивности света. Связь межу

оказывается нелинейной; П. п. может быть представлен в виде

где

- П. п. при малых интенсивностях света;

(обычно принятое обозначение) - нелинейная добавка к П. п., или коэф. нелинейности. П. п.

зависит от природы среды, напр. для силикатных стёкол

На П. п. влияет высокая интенсивность ещё и в результате эффекта электрострикции, изменяющего плотность среды, высокочастотного эффекта Керра для анизотропных молекул (в жидкости), а также в результате повышения температуры, вызванного поглощением излучения. Все эти эффекты прямо пропорциональны интенсивности света

и дают вклад в величину

П. п. фоторефрактивных кристаллов (напр.,

также зависит от интенсивности света в результате возникновения и пространственного перераспределения в кристалле электрич. зарядов; причём изменение П. п. сохраняется довольно долго и после прекращения засветки.

П. п. как оптич. характеристика среды в линейной оптике часто используется при физ--хим. анализах. П. п. к--л. вещества обычно измеряется по отношению к воздуху для l = 589-589,6 нм (жёлтый дублет линии натрия), при f = 20

, атм. давлении и обозначается

Для твёрдых тел величина

изменяется в пределах от 1,3 до 4,0, для жидкостей - от 1,2 до 1,9, для газов (при нормальных условиях) - от 1,000035 (Не) до 1,000702 (Хе), для воздуха

= 1,00029. Измерение

производится с помощью рефрактометров.

Литература по показателям преломления (коэффициентам преломления)

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.