Lomni količnik je brezdimenzijska fizična velikost ki meri zmanjšanje hitrost svetlobe ko se prenaša prek nekaterih prozoren optični medij. Imenuje se sposobnost zmanjšanja svetlobne hitrosti refrenciranje.
Obstajajo dve vrsti indeksa loma: absolutni in relativni. O absolutni lomni količnik, katerega najmanjša možna vrednost je 1, se izračuna z razmerjem med svetlobno hitrostjo v vakuumu in svetlobno hitrostjo v katerem koli drugem mediju. O relativni lomni količnikpa je določeno z razmerjem med svetlobno hitrostjo v dveh medijih, ki ni vakuum, in je lahko manjše od 1.
Indeks loma, enak 1, pomeni, da v mediju, v katerem se širi, svetloba potuje z enako hitrostjo, kot bi potovala skozi vakuum. Indeks loma, enak 2, na primer kaže, da bi se v vakuumu svetloba širila dvakrat hitreje kot v mediju, katerega lomni količnik je enak 2.
Glej tudi: Konec koncev, kaj je svetloba?
Absolutni in relativni lomni količnik
O indekslomabsolutno se izračuna z razmerjem svetlobne hitrosti v vakuumu, katerega simbol je
ç in ki ima vrednost približno enako 3,0.108 gospa (299.792.458 m / s) in hitrost svetlobe v a čistopregleden in homogena kateri koli, ki ga simbolizira črka v:
št - lomni količnik
ç - hitrost svetlobe v vakuumu (3.0.108 gospa)
v - hitrost svetlobe na sredini
Zgornja formula kaže, da ni mogoče lom vrednost manjša od 1, saj je medij, v katerem se svetloba lahko premika z večjo hitrostjo, sam vakuum.
O relativni lomni količnik izračuna se z razmerjem med absolutnima količnikoma loma dveh optičnih nosilcev, 1 in 2, ko jih prečka svetlobni žarek. Tak indeks lahko izračunamo glede na prikazano na naslednji sliki. Poglej:
št1,2 - lomni količnik medija 1 glede na medij 2
v1 in ti2- hitrost svetlobe na medijih 1 in 2
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
lomni količnik in valovna dolžina
O lomni količnik optičnega medija odvisna od dolžinavval svetlobe, ki prehaja skozenj. Ta pojav je znan kot kromatična disperzija. Iz tega razloga pri prehodu skozi prizmo ali kapljico vode nastane bela svetloba, ki nastane s kombinacijo vseh vidne barve (zato ga lahko imenujemo polikromatski), se razprši, kar nam omogoča opazovanje ločevanja barv vidni spekter.
Indeks loma je obratno sorazmeren valovna dolžina svetlobe, zato je krajša valovna dolžina svetlobe, večji je lomni količnik svetlobe za določen medij. Zato bo lomni količnik istega medija pri vijolični svetlobi na primer višji kot pri rdeči.
lomni količnik in temperatura
Indeks loma ima razmerje z temperatura na sredini, vendar to ne pomeni, da se spreminja zaradi sprememb temperature, ampak zaradi sprememb gostote. To razmerje med lomnim količnikom in temperaturo je tisto, kar povzroča nastanek popačenj in fatamorgane nad ogrevanimi površinami, kot sta asfalt ali pokrov motornega vozila v zelo vročem dnevu, saj ogrevanje zraka povzroči dilatacija. Na ta način se zmanjša njegova gostota in tudi lomni količnik.
Preberite tudi:Glavne teme študija optike
Preglednica lomnih količnikov
Naslednja tabela predstavlja nekaj lomnih količnikov znanih materialov.
Rešene vaje na lomni količnik
Vprašanje 1 - (UFPR) Dani medij ima indeks loma n1. Drugi medij ima lomni količnik n2. Preverite možnost, ki pravilno izraža razmerje med moduli hitrosti svetlobe v obeh medijih, ko je n2 = 2n1.
a) v2 = 4v1
b) v2 = 2v1
c) v2 = v1
d) v2 = v1/2
e) v2 = v1/4
Predloga: črka D.
Resolucija:
Ker je lomni količnik medija 2 dvakrat večji od lomnega količnika medija, ga je treba razumeti da je hitrost širjenja svetlobe v mediju 2 dvakrat manjša od te iste hitrosti v mediju 1.
Vprašanje 2 - (Eear) Upoštevajoč hitrosti širjenja svetlobe v dveh homogenih in ločenih medijih enaka pri 200.000 km / s in 120.000 km / s določite relativni lomni količnik prvega medija do drugega. Upoštevajte hitrost svetlobe v vakuumu 300 000 km / s.
a) 0,6
b) 1.0
c) 1.6
d) 1.7
Predloga: črka a.
Resolucija:
Da bi rešili vprašanje, je dovolj, da razdelimo hitrosti, s katerimi se svetloba širi v obeh medijih. Ker želimo vedeti relativni indeks loma prvega medija glede na drugega, moramo narediti naslednji izračun:
Vprašanje 3 - (Enem) Slika predstavlja optično prizmo iz prozornega materiala, katere lomni količnik se povečuje s frekvenco svetlobe, ki pada nanjo. Na obraz A pade svetlobni žarek, sestavljen iz rdečih, modrih in zelenih luči, ki se pojavi na obrazu B in potem, ko se zrcalo odbije, zadene film za barvno fotografijo, ki razkrije tri točk.
Ob opazovanju svetlih pik, razkritih v filmu, od spodaj navzgor lahko vidimo naslednje barve:
a) rdeča, zelena, modra.
b) zelena, rdeča, modra.
c) modra, zelena, rdeča.
d) zelena, modra, rdeča.
e) modra, rdeča, zelena.
Predloga: črka a.Resolucija:
Znano je, da je lomni količnik neposredno povezan z valovno dolžino svetlobe - krajša je valovna dolžina, večji je lomni količnik medija. Na ta način je svetlobni žarek, ki je deležen največjega odstopanja, modri, ki po odboju postane prva svetlobna točka, od spodaj navzgor.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
