Kas ir refrakcijas indekss?

Refrakcijas indekss ir skaitliska vērtība, kas norāda veidu, kādā gaisma pārvietosies cauri konkrētai vielai attiecībā pret to, kā tā pārvietojas caur vakuumu. Parasti indekss tiek norādīts kā decimālā vērtība, bet tā pamatā ir gaismas ātrums vakuumā, kas dalīts ar gaismas ātrumu, kas pārvietojas caur noteiktu vidi, piemēram, stiklu vai ūdeni. Šie citi nesēji mēdz samazināt gaismas ātrumu un mainīt tā virzienu, un tādējādi iegūtā skaitļa vērtība ir lielāka par vienu. Refrakcijas koeficients noteiktam materiālam var būt atšķirīgs dažādiem gaismas spektriem; tāpēc indekss parasti norāda arī izmantotās gaismas enerģijas veidu.

To sauc arī par refrakcijas indeksu, materiāla refrakcijas indeksu norāda attiecībā pret vakuumu. Kad cilvēki parasti atsaucas uz gaismas ātrumu, apmēram 3 × 108 metriem sekundē (m/s), viņi parasti atsaucas uz gaismas ātrumu vakuumā. Šis ātrums ir nemainīgs, un tas ir standarts, ar kuru tiek salīdzināti citi ātrumi, strādājot ar gaismu un nosakot refrakcijas vērtību konkrētam materiālam.

Refrakcijas indekss norāda, cik daudz gaismas ātrums ir samazināts, pārvietojoties pa noteiktu vidi. Piemēram, gaismai pārejot no vakuuma caurspīdīgā stiklā, tā joprojām iziet cauri stiklam, bet stikla lielāks blīvums maina veidu, kādā gaisma pārvietojas caur to. Gaisma tiek palēnināta, kad tā iet cauri stiklam, un, ejot cauri stiklam, tās virziens tiek nedaudz mainīts; tas attiecas uz jebkura veida caurspīdīgiem materiāliem. Šo efektu bieži var novērot, ievietojot taisnu nūju ūdenstilpē. Gaismai, kas virzās no nūjas uz cilvēka aci, pārvietojoties starp ūdeni un gaisu, tā tiek lauzta, un nūja ūdenī šķiet saliekta.

Lai noteiktu konkrētas vides refrakcijas indeksu, kāds nosaka gaismas ātrumu, kas pārvietojas caur šo vidi, un pēc tam dala gaismas ātrumu vakuumā ar ātrumu vidē. Šī vērtība ir norādīta kā decimāldaļa, un šis skaitlis tiek saukts par šī materiāla refrakcijas vērtību. Konkrētas vides indekss dažādām gaismas frekvencēm var nedaudz atšķirties, tāpēc parasti tiek norādīts izmantotās gaismas veids, bieži vien dzeltena gaisma. Ūdens refrakcijas indekss ir aptuveni 1.33, kas nozīmē, ka gaisma vakuumā pārvietojas apmēram 1.33 reizes ātrāk nekā gaisma ūdenī, savukārt dimantu indekss ir aptuveni 2.4, kas nozīmē, ka gaisma vakuumā pārvietojas divreiz ātrāk nekā caur dimantu.