mini|desno|250px|Refrakcija ili lom svjetlosti.

mini|desno|250px|Snelliusov zakon se odnosi na dobro poznatu pojavu lomljenja svjetlosti (refrakcije) na granici dvaju sredstava.

mini|desno|250px|Totalna refleksija nastaje kada zrake svjetlosti koje se šire iz optički gušćeg u optički rjeđe sredstvo padaju na granicu tih sredstava pod kutom većim od nekoga graničnoga kuta.

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:

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.

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 Brzina 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. Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.

+ Indeks loma nekih materijalaMaterijalλ (nm)nRef.Vakuum 1 (po definiciji) Zrak kod standardnih uvjeta 1,000277Plinovi kod 0 °C i 1 atmZemljina atmosfera589,291,000293Ugljikov dioksid589,291,001Helij58,.291,000036Vodik589,291,000132Tekućine kod 20 °C Arsenijev trisulfid i sumpor u metilenovom jodidu 1,9Meyrowitz, R, A compilation and classification of immersion media of high index of refraction, American Mineralogist 40: 398 (1955)Benzen589,291,501Ugljikov disulfid589,291,628Ugljikov tetraklorid589,291,461Etanol (alkohol) 589,291,361Silicijevo ulje 1,336–1,582Voda589,291,33010% otopina glukoze u vodi589,291,347720% otopina glukoze u vodi589,291,363560% otopina glukoze u vodi589,291,4394 Krutine na sobnoj temperaturiTitanijev dioksid (rutil)589,292,614Dijamant589,292,419Silicijev karbid (moisanit) 2,65–2,69Stroncijev titanat589,292,41Jantar589,291,55Silicijevo staklo 589,291,458Natrijev klorid589,291,544 Ostali materijaliUkapljeni helij 1,025Vodeni led 1,31TFE/PDD (Teflon AF) 1,315Kriolit 1,338Aceton 1,36Etanol 1.36Politetrafluoretilen (teflon) 1,35–1,38 Otopina šećera, 25% 1.3723Rožnica (ljudska) 1,373/1,380/1,401 Leća (ljudska) 1,386–1,406Kerozin 1,39 Otopina šećera, 50% 1,4200Pyrex (borosilikatno staklo) 1,470Glicerol 1,4729 Otopina šećera, 75% 1,4774Akrilno staklo 1,490–1,492Krunsko staklo (čisto)] 1,50–1,54Halit (kamena sol) 1,516Polietilentereftalat (PET) 1,5750Polikarbonati 1,60Flintsko staklo (čisto) 1,60–1,62Brom 1,661Flintsko staklo (nečisto) 1,523–1,925Safir 1,762–1,778Borov nitrid 2-2,14 Cirkonijev dioksid 2,15–2,18Kalijev niobate (KNbO3) 2,28Cinkov oksid3902,4Cinabarit (živin sulfid) 3,02Silicij 1200 - 8500 3,42–3,48Galij(III) fosfid 3,5Galij(III) arsenid 3,927 Germanij3000 - 16000 4,05–4,01

Izvori

Vanjske poveznice

Kategorija:Optika