Определение показателя преломления

При прохождении излучения через вещество его скорость уменьшается. Мерой замедления скорости является показатель преломления вещества, через которое проходит свет. При этом энергия света поглощается в той или иной степени, т.е. уменьшается его интенсивность. Так происходит поглощение света веществом, и при увеличении степени поглощения вещество становится менее прозрачным.

Жидкости и стекла не имеют регулярной атомной структуры, ибо их атомы или молекулы характеризуются беспорядочным расположением. По этой причине все направления прохождения света через жидкости и стекла статистически равноправны, в связи с чем они обладают только одним значением показателя преломления (для света данной длины волны), который не изменяется в зависимости от направления прохождения света через вещество.

Кристаллы кубической сингонии имеют только одно значение показателя преломления (для данной длины волны) вне зависимости от направления прохождения через них света. Они обладают закономерным расположением атомов, которое характеризуется высокой степенью симметрии, приводящей к тому, что атомные группы оказываются идентичными вдоль любого выбранного направления, а потому скорость света замедляется в равной степени на любом направлении. Такие вещества называются оптически изотропными.

Кристаллы средних и низших сингоний характеризуются закономерной ориентацией атомных групп в решетках с различными параметрами решетки по разным направлениям. Поэтому они по-разному влияют на поведение света, проходящего через атомную решетку в разных направлениях. В таких кристаллах значения показателей преломления зависят от направления прохождения света. Такие вещества называются оптически анизотропными.

Когда пучок света переходит из менее плотной изотропной среды в более плотную перпендикулярно (по нормали) границе между ними, то его скорость уменьшается, но не меняется направление движения. Однако, когда пучок света падает на границу раздела сред под острым (косым) углом, снижение скорости на этой границе заставляет лучи изгибаться, или преломляться (рис. 3).

Из курса физики вспомним связь, существующую между углом падения и углом отражения: для данных двух сред отношение синуса угла падения (sin i) к синусу угла преломления (sin r) есть величина постоянная, равная отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде. Показатель преломления (n) выражается формулой или (отношение скоростей света в каждой из сред). Показатель преломления среды относительно пустоты называется абсолютным показателем преломления и обозначается п. Такой показатель всегда больше единицы. На практике показатель преломления определяют относительно воздуха (п = 1,0003).

Дисперсия показателей преломления. Скорость распространения света одинакова для всех длин волн только в изотропной среде. В анизотропных средах скорости света и показатели преломления для разных длин волн отличаются друг от друга. Это называется дисперсией показателей преломления (рис. 4).

Для некоторых сред разница между показателями преломления волн разной длины является весьма существенной (так, например, высокая дисперсия, свойственная алмазу – 0,062 – придает этому минералу неповторимую игру и блеск). Обычно показатели преломления вещества возрастают с уменьшением длины волны света. Такая дисперсия называется нормальной. Однако существуют среды, в которых показатели преломления уменьшаются параллельно уменьшению длины волны. Такая дисперсия показателей преломления называется аномальной.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: