折射率

某种的介质的折射率亦等于光在真空中的速度 c 跟光在介质中的相速度 v 之比：

$n=\frac{c}{v}$

比如水的折射率是1.33，表示光在真空中的传播速度是在水中传播速度的1.33倍。

历史上，折射率最早出现在折射定律中， n₁sinθ₁= n₂sinθ₂, 其中， θ₁ and θ₂ 分别是光在介质界面上的入射角和折射角，两种介质的折射率分别是n₁ and n₂.

水波的相對折射率[编辑]

水波的相對折射率為水波由A水區進入不同深度的B水區時，水波入射角i和折射角r的正弦的比值，稱為「A水區進入B水區的相對折射率 $n_{AB}$ 」或「B水區對A水區的相對折射率 $n_{AB}$ 」。

$n_{AB} = \frac{\sin i}{\sin r}$

斯涅尔定律的特殊情况[编辑]

光从真空進入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比等于这种介质的折射率n。

$\frac{\sin i}{\sin r}=n$

介質的折射率[编辑]

**一些物質的折射率**
物質	λ (nm)	折射率（ｎ）	參考
真空		1 (基準)
空气（標準大氣壓 0°C）		1.000277
氣體（標準大氣壓 0°C）
空气	589.29	1.000293	^[1]
氦气	589.29	1.000036	^[1]
氢气	589.29	1.000132	^[1]
二氧化碳	589.29	1.00045	^[2] ^[3] ^[4]
液體（20°C）
苯	589.29	1.501	^[1]
二硫化碳	589.29	1.628	^[1]
四氯化碳	589.29	1.461	^[1]
酒精（乙醇）	589.29	1.361	^[1]
硅油		1.52045	^[5]
水	589.29	1.3330	^[1]
三硫化二砷 sulfur in methylene iodide		1.9	^[6]
固體（室溫）
二氧化钛 (金红石)	589.29	2.496	^[7]
金刚石=[鑽石]	589.29	2.417	^[1]
鈦酸鍶	589.29	2.41
琥珀	589.29	1.55	^[1]
石英	589.29	1.458	^[1]
氯化鈉	589.29	1.50	^[1]
其他物質
冰		1.31
人眼角膜		1.3375
人眼晶體		1.386 - 1.406
丙酮		1.36
乙醇		1.36
甘油		1.4729
溴		1.661
特氟隆		1.35 - 1.38
Teflon AF		1.315	^[8]
Cytop		1.34	^[9]
Sylgard 184		1.43
亞克力玻璃		1.490 - 1.492
聚碳酸酯		1.584 - 1.586
聚甲基丙烯酸甲酯		1.4893 - 1.4899
PETg		1.57
聚酯		1.5750
Crown glass (pure)		1.50 - 1.54
Flint glass (pure)		1.60 - 1.62
Crown glass (impure)		1.485 - 1.755
Flint glass (impure)		1.523 - 1.925
高硼矽		1.470	^[10]
冰晶石		1.338
岩鹽		1.516
藍寶石		1.762–1.778
氧化鋯		2.15 - 2.18
鈮酸鉀		2.28
鑽石		2.417
碳矽石		2.65 - 2.69
硃砂 (硫化汞)		3.02
Gallium(III) phosphide		3.5
Gallium(III) arsenide		3.927
氧化鋅	390	2.4
硅	590	3.96	^[11]
鍺		4.00

折射率是波长的函数[编辑]

对于不同的波长，介质的折射率n(λ)也不同，这叫做光色散。折射率与波长或者频率的关系称为光的色散关系。常用的折射率有：

n_d是介质在夫朗和斐谱线 d（氦黄线587.56纳米）的折射率。
n_F是介质在夫朗和斐谱线 F（氢蓝线486.1纳米）的折射率。
n_C是介质在夫朗和斐谱线 C（氢红线656.3纳米）的折射率。
n_e是介质在夫朗和斐谱线 e（汞绿线546.07纳米）的折射率。

柯西公式[编辑]

$n=A+\frac{B}{\lambda}+\frac{C}{(\lambda)^2}$ ^[12]

康拉迪公式[编辑]

$n=A+\frac{B}{\lambda}+\frac{C}{(\lambda)^(3.5)}$ ^[13]

Herzberger公式[编辑]

$n=A+B*\lambda^2+\frac{C}{\lambda^2-\delta^2}+\frac{C}{(\lambda^2-\delta^2)^2}$ ^[14]

肖特玻璃厂公式[编辑]

$n=A+\frac{B}{\lambda}+\frac{C}{\lambda^2}+\frac{D}{\lambda^4}+\frac{E}{\lambda^6}+\frac{F}{\lambda^8}$ ^[15]

Sellmeier 公式[编辑]

$N^2-1=\frac{A*\lambda^2}{\lambda^2-D}+\frac{B*\lambda^2}{\lambda^2-E}+\frac{C*\lambda^2}{\lambda^2-F}$ ^[16]

不透明物体的折射率[编辑]

另外不透明的物体的折射率也是可以测量的，在图形学中，可以使用不同的折射率来渲染金属或者塑料这样的不同的反射效果。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

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^ Handbook of Chemistry and Physics. Chemical Rubber Publishing Co. 1957.
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^ Silicon and Oil Refractive Index Standards
^ Meyrowitz, R, A compilation and classification of immersion media of high index of refraction, American Mineralogist 40: 398 (1955)
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^ Teflon AF. [2010-10-14].
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^ Milton Laikin Lens Design p9 2006 CRC Press 978-0849382789

外部鏈結[编辑]

Filmetrics (美商菲乐) 在线数据库免费折射率和消光系数资料数据库

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[ref3-3] Handbook of Chemistry and Physics. Chemical Rubber Publishing Co. 1957.

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[6] Meyrowitz, R, A compilation and classification of immersion media of high index of refraction, American Mineralogist 40: 398 (1955)

[7] RefractiveIndex.INFO - Refractive index and related constants

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折射率

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