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发表于 2009-3-8 16:22:04
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折射率
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! P. Q+ z6 ~; F; P! F
折射率
6 a: `1 S! Z% @! V7 a5 h" V [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。
2 t% n- H; q I7 [ [公式]n=sin i/sin r=c/v
$ x, p1 R0 P' I6 X" v 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。2 {2 `3 Z2 g A$ a9 j9 b: y. e
[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。
9 e( {# ?5 O2 s1 @! c6 x+ P7 n$ F [公式]n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2
$ |# v9 E. I+ w# n 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
( X+ L0 b9 r( b m7 y$ U 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
: S1 O6 m/ j1 n4 D 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。
* ?& x3 y+ ~: {# H5 Q! X 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. m5 q* g& c1 F& P
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)。
1 ^; W2 b7 \, s/ p/ d 折射率列表:
* U$ [- o6 K( d4 [ 材质颜色 折射率列表 金属 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸%
4 f' ?4 ~. f4 R8 s# V( y# H 铝箔 180,180,180/ 32 / 90 / 65 / 8 : f" T. K; W( [( W2 \
铝箔(纯) 180,180,180/ 50 /45 / 35 / 15 + {# X" G5 ~3 c5 t2 p: v
铝 220,223,227/ 35 / 25 / 40 / 15
; E0 Y0 l4 V( W0 e9 g) C/ f 磨亮的铝 220,223,227/ 35 / 65 / 50 / 12 0 D. A6 |; q# | n- d
黄铜 191,173,111/ 40 / 40 / 40 / 20
; U8 ^. t, d6 y5 U: ?2 `. O5 g 磨亮的黄铜 194,173,111/ 40 / 65 / 50 / 10 * L- ]! O: V8 \ n
镀铬合金 150,150,150/ 40 / 40 / 25 / 35
( k. ~0 H5 E' j8 L# h# ?, _4 ], ] 镀铬合金2 220,230,240/ 25 / 30 / 50 / 20 : H( v' A+ Y. ?+ j& U. r g/ o
镀铬铝 220,230,240/ 15 / 60 / 70 / 10 * g. M" m/ K# `6 O/ I% N: U
镀铬塑胶 220,230,240/ 15 / 60 / 85 / 10
2 [% O. G+ V2 K' h 镀铬钢 220,230,240/ 15 / 60 / 40 / 5 ( y$ ~% s$ w; z2 W# H
纯铬 220,230,240/ 15 / 60 / 65 / 5 " Q# S6 `: W- d8 m& @1 P
铜 186,110,64/ 45 / 40 / 65 / 10
) @. F* b" f1 W! l1 i: j& ^# J0 | 18K金 234,199,135/ 45 / 40 / 45 / 10
5 T: U0 z7 C3 H; o. s 24K金 218,178,115/ 35 / 40 / 65 / 10
7 ?; H; J* g# d- n# G 未精炼的金255,180,66/ 35 / 40 / 15 / 25 9 a# {$ q; B; @& ^5 G
黄金 242,192,86/ 45 / 40 / 25 / 10
! J* X2 ~, k4 O3 m* a 石墨 87,33,77/ 42 / 90 / 15 / 10 , g' C4 h; c% r
铁 118,119,120/ 35/ 50 / 25 / 20 0 {. {- C2 B* p6 J9 D; p% E) F* x
铅锡锑合金 250,250,250/ 30 / 40 / 15 / 10
7 H: | N( M% ]" ~ 银 233,233,216/ 15 / 90 / 45 / 15 : }/ a' p0 a. u/ k- c
钠 250,250,250/ 50 / 90 / 25 / 10 1 A! \7 S! K5 J% o, Q5 K
废白铁罐 229,223,206/ 30 / 40 / 45/ 30 , R0 P( D. u a: K A( L
不锈钢 128,128,126/ 40 / 50 / 35 / 20 9 D! Z5 N z' ?
磨亮的不锈钢220,220,220/ 35 / 50 / 25 / 35 8 \5 w' C( |( w: X Y# C
锡 220,223,227/ 50 / 90 / 35 / 20 + C8 H' B9 P2 ?* D
材质 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸%
3 I$ m5 u$ {( p; F) z- ] Y% r 净化瓶 27,108,131 /90 /60 /5 / 20 * @: o8 l* W4 L; C |- f
泡沫橡胶 54,53,53 /95 /30 /3 / 90 a/ d2 {* n! d
合成材料 20,20,20 /80 /30 /5 / 20 7 B: j; ?: S6 Z$ |& s$ Y
合成材料(粗糙)25,25,25 /60 /40 /5 / 20 ! R3 T/ P( [! E3 Z0 r
合成材料(光滑)38,38,38 /60 /30 /10 / 10 / s* |; B% K. |( x' g# {
合成材料(纯) 25,25,25 /92 /40 /15 / 30 5 N4 |! E d2 f
橡胶 20,20,20 /80 /30 /5 / 10
# l1 a1 `) W' d& _ 塑料(60&透明) 63,108,86 /90 /90 /35 / 10 ; ^, q$ ~* [- P+ G# k
塑料(高光泽) 20,20,20 /70 /90 /15 / 5
( p* c1 |- {+ S3 d6 s 塑料(硬而亮) 20,20,20 /80 /80 /10 / 15 : A0 q+ l' F# q# } @; A* u
塑料(糖衣) 200,10,10 /80 /30 /5 / 10 2 u7 Q1 H( E5 [/ o; x7 N& W* X# G; m
塑料(巧克力色)67,40,18 /90 /30 /5 / 15 9 t5 A# [" ?9 `4 m; a
橡胶 30,30,30 /30 /20 /0 / 50 1 {2 o. \. f6 k/ v4 r5 t
橡胶纽扣 150,150,150/60 /20 /0 / 30
$ A( S. t; L. R 乙烯树脂 45,45,45 /60 /40 /15 / 30 ' M$ n) y( S/ t: V7 v# h
光源 K
3 ?: w9 s7 {( g 烛焰 1500 $ f- `) w- L# ?( A2 S) y/ Z. e' r: Y
家用白织灯 2500-3000 . j8 V, {& u$ y- X& D- K* V
60瓦充气钨丝灯 2800
) d, @ b' B; v( S8 _2 `2 s 100瓦钨丝灯 2950
$ i1 d( l) g/ G6 g. q1 g) N/ X8 A 1000瓦钨丝灯 3000 G; \7 } Z7 z' C0 N* c% W. u+ H2 n
500瓦透影灯 2865 6 W! m! y0 {" ], {; Y
500瓦钨丝灯 3175 r$ }% b' b& a% v5 S2 c
琥伯闪光信号灯 3200
; V1 f7 z+ V ?0 d1 Z R32反射镜泛光灯 3200 : q( K( u+ U* P8 I. D2 y
锆制的浓狐光灯 3200 ' m( I' z, h4 `, p: K) g
1,2,4号泛光灯 3400
8 h9 K' p6 q; a# { 反射镜泛光灯 3400 7 c* S/ h3 N' ]% }! Q# R4 U
暖色白荧光灯 3500
: p0 t5 }. s! @9 s/ m; }9 l+ F( \ 冷色白荧光灯 4500
! y) }. E7 E0 k 白昼的泛光灯 4800 : J: c& K# d" l! q) A
白焰碳弧灯 5000 - _9 ~& i3 \' g5 l9 j6 O) q7 j( |$ Q
M2B闪光信号灯 5100
4 ]' s) d+ t3 h- E! t: R- ]- j 正午的日光 5400
: H N7 x( I% f9 N5 m# f3 N0 ] 夏季的直射日光 5800
. C. q0 m; Z- M- ?/ P4 d 10点至15点的直射日光 6000 / q5 D3 n0 _- s W' `+ |7 I3 B
白昼的荧光灯 6500 , H W0 X7 b! ?& \
正午晴空的日光 6500
* z) P" b( M9 u0 P N+ ~5 Y2 V 阴天的光线 6800-7000 3 n1 D2 I4 I5 L
来自灰蒙天空的光线 7500-8400 Z3 ~, H) _4 `8 c, H
来自晴朗蓝天的光线 10000-20000 $ J6 F6 y4 Q5 F1 v3 I3 x/ z/ u& L6 V
在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000 2 ?- N9 N5 E/ A" O/ S2 Z
材质 折射率
; c4 K0 w" {$ T" G6 S4 v 真空 1.0000 , z* ~7 q0 a5 n0 A) t; [/ Y1 k
空气 1.0003 # R" u+ I& R1 T8 u7 _, r5 M9 l
液态二氧化碳 1.2000 : ~5 ~$ w: x8 s
冰 1.3090 * H V9 D" D, o8 [0 o4 I" l9 Z7 c
水 1.3333 ; `$ L! E" \0 M9 I v
丙酮 1.3600 0 L5 b% _1 @3 p% d
乙醇 1.3600
$ z S, s6 I4 V0 h( y/ N 糖溶液(30%) 1.3800 + p/ ?: J5 D' r& g9 {6 S' d
酒精 1.3900 3 |! r3 y3 L" b2 G# I
萤石 1.4340 + _. A/ b y" I3 j( H0 i3 _& v
融化的石英 1.4600 ) Q9 W n$ `, d3 j- c/ _. A) L- D2 k$ h
Calspar2 1.4860
3 ^+ R0 w# K4 _$ D 糖溶液(80%) 1.4900 # r. A" S/ ?$ w
玻璃 1.5000
" h7 h' r& G' ] T: i5 i2 n" F2 Y 玻璃,锌冠 1.5170
0 ^ h9 Z$ Q [4 Z 玻璃,冠 1.5200 & k, k m/ b% a: s
氯化钠 1.5300 9 ^) H; k0 x4 C
氯化钠(食盐)1 1.5440
$ b$ K/ C) [8 Y1 }) f 聚苯乙烯 1.5500
6 H, Q9 Q* e f% |7 O 石英2 1.5530
( E1 g3 ~8 Z/ M; m 绿宝石 1.5700 \/ Y" ] H5 y" P; p
轻火石玻璃 1.5750 $ `: X+ p# v) b; S. b9 U* X8 B1 a
青金石,杂青金石 1.6100
/ ]: C: w0 g6 s0 z2 ~ 黄玉 1.6100 5 Q4 E- |, ~. q& P% t
二硫化碳 1.6300
4 B* O, v. M& @5 e: h8 ?1 B. Z 石英1 1.6440 / W# T) o4 l* {$ {. Z( D8 l3 v
氯化钠(食盐)2 1.6440
- D8 Q! n1 y W+ k4 v, y9 {9 X% t 重火石玻璃 1.6500
+ [' P0 p# z3 A+ Y Calspar2 1.6600
% Z8 q/ X4 W7 e) H3 ~ 二碘甲烷 1.7400
d2 f ^. [' J3 k 红宝石 1.7700 ' i. S# @+ h Z. E
蓝宝石 1.7700
" o6 E+ o2 q; t" ^ 超重火石玻璃 1.8900
& z+ b4 ~! }* ?$ J ^2 Z/ _ 水晶 2.0000 - i3 {: M1 p. W3 u# s
钻石 2.4170
7 X4 z5 k' t/ z4 l6 g 氧化铬
/ T+ s! Y, a% ?0 h- D9 e7 ^) W 2.7050
0 e9 G, [) x( x: }9 n9 r0 E, _ 非晶质硒 2.2920 " t- |$ o: h- w, \! ^, c
碘晶体 3.3400 8 }$ Z8 S8 _* I2 G1 {
巧克力 15. 5. 0 88. 29. 0 255.223.220 70 40 % s0 p2 M$ b: K# I$ G
红塑料 48. 0. 0 255. 0. 0 255.255.255 100 68
/ q% e8 j) k6 Z- \ [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.
9 }1 r, i+ i8 }, N/ N [临界角(C)]使折射角等于90度的入射角.
b# u; ?! W6 @* h2 u- o [公式]n1/n2=sin90°/sinC
7 |3 y, c. U. @+ ?/ a2 j 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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