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发表于 2009-3-8 16:22:04
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折射率
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8 h5 X: O! r# {9 e. \; ^
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]8 [0 _% _% |/ t/ Q3 J 折射率
, F/ E& I$ w! @* K- P* v. Z" J [绝对折射率]光从真空射入介质发生折射时,入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特征。
8 X. z+ J/ j! [4 J [公式]n=sin i/sin r=c/v
# v9 t( g+ X- |5 X! Q% U) H 由于光在真空中传播的速度最大,故其他媒质的折射率都大于1。同一媒质对不同波长的光,具有不同的折射率;在对可见光为透明的媒质内,折射率常随波长的减小而增大,即红光的折射率最小,紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率数值多少(例如水为1.33,水晶为1.55,金刚石为2.42,玻璃按成分不同而为1.5~1.9),是指对钠黄光(波长5893×10^-10米)而言。$ E1 ?. l, P% s- Y! [# C
[相对折射率]光从介质1射入介质2发生折射时,入射角θ1与折射角θ2的正弦之比n21叫做介质2相对介质1的折射率,即“相对折射率”。因此,“绝对折射率”可以看作介质相对真空的折射率。它是表示在两种(各向同性)介质中光速比值的物理量。
) Z- @9 s6 o& a7 P+ k0 j: c [公式]n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2
$ Y) D" d& {& R' N T 光学介质的一个基本参量。即光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比 2 f9 [' ]$ |5 ~: Q- l# n3 ]/ o" M' {4 W
真空的折射率等于1,两种介质的折射率之比称为相对折射率。例如,第一介质的折射率为n1,第二介质的折射率为n2,则n21=n2/n1称为第二介质对第一介质的相对折射率。某介质的折射率也是该介质对真空的相对折射率。于是折射定律可写成如下形式
4 c" {+ m2 m8 J% r1 G n1sinθi=n2sinθt两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
" M( i/ n) t" _3 k8 [ 折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论,,εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关,称色散现象。手册中提供的折射率数据是对某一特定波长而言的(通常是对钠黄光,波长为5893埃)。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波长的光都非常接近于1,例如空气在20℃,760毫米汞高时的折射率为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1,而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率。 : u P* G! u/ _% l& b3 l" f( ~* ?
介质的折射率通常由实验测定,有多种测量方法。对固体介质,常用最小偏向角法或自准直法;液体介质常用临界角法(阿贝折射仪);气体介质则用精密度更高的干涉法(瑞利干涉仪)。+ v0 X) e$ ^* |# ~. f
折射率列表:5 w2 s1 c. r- S# [* K @
材质颜色 折射率列表 金属 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸%) O# u X- `; J$ F; N
铝箔 180,180,180/ 32 / 90 / 65 / 8 c9 k& h) G, D# f2 i
铝箔(纯) 180,180,180/ 50 /45 / 35 / 15 2 A4 m; g" F+ X' ~
铝 220,223,227/ 35 / 25 / 40 / 15
) o, A. \' f! @5 x4 Q5 r 磨亮的铝 220,223,227/ 35 / 65 / 50 / 12
: U" M) P' z% x# H3 A 黄铜 191,173,111/ 40 / 40 / 40 / 20
, G D- W+ Y0 m' J( Y( P 磨亮的黄铜 194,173,111/ 40 / 65 / 50 / 10 # s% h; g. ?/ L Z$ @
镀铬合金 150,150,150/ 40 / 40 / 25 / 35 $ R5 G- p) Q7 E& Y0 s
镀铬合金2 220,230,240/ 25 / 30 / 50 / 20 0 z9 M- `' C7 h: ^* ~
镀铬铝 220,230,240/ 15 / 60 / 70 / 10 ! m& R# [2 x/ p1 H" F/ {
镀铬塑胶 220,230,240/ 15 / 60 / 85 / 10 4 `* ?6 t1 B$ N* r5 c
镀铬钢 220,230,240/ 15 / 60 / 40 / 5 0 s6 M/ y( Q' M4 M/ [0 c: o
纯铬 220,230,240/ 15 / 60 / 65 / 5 # w8 k7 t+ j- ]& o+ D
铜 186,110,64/ 45 / 40 / 65 / 10 0 b0 `2 D6 U9 `% d
18K金 234,199,135/ 45 / 40 / 45 / 10
) Z- v: q$ f: q0 y0 v* K. U 24K金 218,178,115/ 35 / 40 / 65 / 10
1 J+ D1 {% c* d 未精炼的金255,180,66/ 35 / 40 / 15 / 25 % `% k; W0 A3 j' s
黄金 242,192,86/ 45 / 40 / 25 / 10 $ [- N- c) w# c% E' q& {
石墨 87,33,77/ 42 / 90 / 15 / 10 + ?, {$ i( ^5 H1 ~5 W
铁 118,119,120/ 35/ 50 / 25 / 20
; ?" b; [0 p* Y6 a# j 铅锡锑合金 250,250,250/ 30 / 40 / 15 / 10 - {( m+ w5 B0 {, t! N6 e
银 233,233,216/ 15 / 90 / 45 / 15
$ [* n* i* ]& Z$ K! g. f& a- J. Q 钠 250,250,250/ 50 / 90 / 25 / 10 ; z4 j5 V6 ? y
废白铁罐 229,223,206/ 30 / 40 / 45/ 30 , R' K. D- h R3 k. {
不锈钢 128,128,126/ 40 / 50 / 35 / 20
7 L) ?: `1 M$ e2 \$ ?/ [ 磨亮的不锈钢220,220,220/ 35 / 50 / 25 / 35 1 Z; K6 t. Z' m1 w( o
锡 220,223,227/ 50 / 90 / 35 / 20 - X k) J: p. _8 }5 v2 L. u
材质 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸%
! E4 f. U7 E3 X) F: Q, B5 N9 B& H 净化瓶 27,108,131 /90 /60 /5 / 20
# e4 Y, A4 ]8 b, G8 \ 泡沫橡胶 54,53,53 /95 /30 /3 / 90 & Q2 l) h7 O% _ g
合成材料 20,20,20 /80 /30 /5 / 20 0 _2 V9 T7 A/ _, H6 V
合成材料(粗糙)25,25,25 /60 /40 /5 / 20 ) g9 i$ g5 F/ y3 k5 R5 `
合成材料(光滑)38,38,38 /60 /30 /10 / 10
2 e7 c [# O# {1 e/ K0 t 合成材料(纯) 25,25,25 /92 /40 /15 / 30 $ z+ P+ y0 w; C
橡胶 20,20,20 /80 /30 /5 / 10
: i7 ?$ ^8 K) {2 _, p 塑料(60&透明) 63,108,86 /90 /90 /35 / 10 6 ^8 r1 }5 z# `2 t. V+ S, t
塑料(高光泽) 20,20,20 /70 /90 /15 / 5
7 C% w9 ^1 t Z6 S6 C* E" u 塑料(硬而亮) 20,20,20 /80 /80 /10 / 15 . X8 z" H- n& r9 B( V; }, {' I4 k- S
塑料(糖衣) 200,10,10 /80 /30 /5 / 10 1 E% v1 M2 ]( Y6 n
塑料(巧克力色)67,40,18 /90 /30 /5 / 15
! Z, i! a3 c7 r# q5 i; V 橡胶 30,30,30 /30 /20 /0 / 50 + P4 f* \) ~( s! J, [/ ]
橡胶纽扣 150,150,150/60 /20 /0 / 30
6 j2 A3 W+ W/ C O% Q 乙烯树脂 45,45,45 /60 /40 /15 / 30 $ W* d% t0 e1 y% E& w8 T2 W
光源 K " s7 a4 v$ f1 h% d3 p. o
烛焰 1500 ( Z7 _1 s# ?% p4 k! i& H
家用白织灯 2500-3000
' s: ?: ^% w% v; _! F! y+ A6 U% r 60瓦充气钨丝灯 2800
1 {& I0 y: X+ ^( W% }9 D 100瓦钨丝灯 2950
# Y( U/ T' I; Q1 W 1000瓦钨丝灯 3000
/ H L4 F) u3 B8 ]7 z/ \) m U4 A8 x 500瓦透影灯 2865
; i* w+ ?, k3 l7 r" W0 p9 y1 ^ 500瓦钨丝灯 3175 7 L* V' }! J& N% ^6 z* k
琥伯闪光信号灯 3200
( D2 }, s+ |8 I7 I- r# W" v6 |8 v R32反射镜泛光灯 3200 2 G" w4 c& e( ~4 l, r9 T
锆制的浓狐光灯 3200 7 M# X& c) Z" y6 n3 t$ J" x# K6 O
1,2,4号泛光灯 3400 * i `8 _ [4 ]' F) G: A) d- k
反射镜泛光灯 3400
5 n8 V& c7 `$ d5 T9 m3 W; v3 ~. A 暖色白荧光灯 3500 / g" ]! _ p5 Z# x l& O0 U S
冷色白荧光灯 4500 & |9 p/ h1 _, T% u
白昼的泛光灯 4800 - |* b D; Z" a1 w5 }: H
白焰碳弧灯 5000 ' M: [0 s S1 d, C3 m
M2B闪光信号灯 5100 & G( G2 i( r- H, z2 p2 p
正午的日光 5400 " ]& |' n% ?0 t: f
夏季的直射日光 5800 8 @$ M# o2 {/ }# ]8 |
10点至15点的直射日光 6000
3 B; N5 @+ [7 G; ` 白昼的荧光灯 6500
; e, x, v- @1 l* _) W/ G 正午晴空的日光 6500 3 s. J) H8 F: i! c& I4 |
阴天的光线 6800-7000
, O* I- `, W, | 来自灰蒙天空的光线 7500-8400
/ ~/ S2 A* O/ B2 [+ { 来自晴朗蓝天的光线 10000-20000
9 R& C- g7 y6 e- G$ W6 { 在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000
" i0 y9 f2 [- K" h# Z" i2 O 材质 折射率 2 E7 G' g7 d* O
真空 1.0000
% X2 b! f6 F6 ?- t 空气 1.0003
2 n6 m. Z! }5 j( y* o8 O 液态二氧化碳 1.2000 ! E+ k5 k3 v( N1 K; P+ Z
冰 1.3090 - o/ _! W% S( Z% q
水 1.3333 . l/ L" }/ X. ]3 ~/ L# R
丙酮 1.3600
# ] v. [9 V! B( U$ ?' d 乙醇 1.3600
! r; @' K$ W' d- e! U3 g8 { 糖溶液(30%) 1.3800
3 w6 L/ y' _' M% j# @ 酒精 1.3900
) A6 y7 t$ j$ C/ g% \9 g 萤石 1.4340
; n$ z# |1 o) _* J3 }1 F6 i 融化的石英 1.4600 7 n4 }/ |9 ?- q/ y5 J& P6 j
Calspar2 1.4860 - f$ G0 ~; h/ {) T' S* z# ~
糖溶液(80%) 1.4900 / h$ {# c6 {. O5 L) w( y9 H
玻璃 1.5000 5 F: F) H n% `" S, `( R& \
玻璃,锌冠 1.5170
+ m" X$ p2 I# m1 z* ~* n+ z 玻璃,冠 1.5200 1 @6 ~. i# o% o
氯化钠 1.5300
" q# H! Z/ f- J8 q7 ^# i 氯化钠(食盐)1 1.5440
. F& \% s/ ~9 q4 T5 R: D0 l; F E' w' v 聚苯乙烯 1.5500
; B2 n& A. H# l. N: o: n 石英2 1.5530 6 g+ U2 s* q) s
绿宝石 1.5700 - x7 S# X1 n7 [% _9 w' p
轻火石玻璃 1.5750 5 C( j3 w. n% }& [& ]0 `6 M/ ^
青金石,杂青金石 1.6100 ) z* d* s" u* q- K" ^
黄玉 1.6100
$ `- F' t; ^. P 二硫化碳 1.6300 ( c$ Y* x1 ^* b; ~/ L) [7 j" q' \
石英1 1.6440
- n' j, V$ C0 O0 x0 l* y 氯化钠(食盐)2 1.6440 5 z& J7 }% O. B+ `' A$ [8 \
重火石玻璃 1.6500 " u. g8 `" ^! h. z+ W, f; [6 {" Q+ \
Calspar2 1.6600
+ n* y* F8 l4 _5 z/ ? 二碘甲烷 1.7400
! c" u/ R1 v6 B, D 红宝石 1.7700 1 }2 e' u% p# L
蓝宝石 1.7700 6 V4 Q# V2 g# P8 N6 S
超重火石玻璃 1.8900
' t' U0 K# Y4 P U 水晶 2.0000 ; H+ S: I8 z& x3 O0 |9 `
钻石 2.4170
4 Q: @4 Y+ ~7 ?/ t" D 氧化铬 5 j2 w K1 }8 t7 N9 u# E
2.7050 - ]4 X; Q i; Q9 Y7 H) M
非晶质硒 2.2920 / o9 L6 Q+ t; ?. i* v3 F% R
碘晶体 3.3400
?' o9 g1 z9 c+ M# ~3 r' \2 C 巧克力 15. 5. 0 88. 29. 0 255.223.220 70 40
% ?6 Z$ j9 o! h. H) T6 u- T# i2 v 红塑料 48. 0. 0 255. 0. 0 255.255.255 100 68
3 F4 y" u/ f% l% T [全反射]光由相对光密介质射向相对光疏介质.且入射角大于临界角.即可发生全反射.
! f9 @, x) y. ~. V3 r [临界角(C)]使折射角等于90度的入射角.. P& z& Q. x: E, o) ^
[公式]n1/n2=sin90°/sinC. M- A- A _# y1 W% e. I! O7 L+ d
因为空气的折射率n=1,所以由某介质向空气入射则简化为1/n=sinC. |
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