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发表于 2009-3-8 16:22:04
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折射率
* n- K' ^" B+ h4 e: S0 k2 a6 [/ A5 z+ \ J3 N
& v: e% A; _- M9 X- p
- G8 V) H. E3 G- k3 g7 w 折射率4 A0 z" [- A4 ?0 b" ]( d# 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。
{% ~4 w9 E7 m: C* ] O; E [公式]n=sin i/sin r=c/v6 N k* I& S! q! o& f" L# m
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。
# R) d2 d% Y% H/ j) U [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。' B3 \# c2 X! J. ]; i8 o
[公式]n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2/ d; d3 r" n: h$ A, _! f$ `
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 / e! P# i; p& J, ?, h
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
9 A% k' {/ a0 d; p! }' J 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。 9 l% F# u8 P! ?) r9 K: V1 X% W
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。
' \; B4 |" G" @8 M2 `0 K, j 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)。
, U* i* b9 V, J2 \' W0 t1 [ 折射率列表:$ ?. V; \5 ?" m7 E3 e; J
材质颜色 折射率列表 金属 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸%5 w0 p5 u9 u2 c, H' n( D7 U0 Q
铝箔 180,180,180/ 32 / 90 / 65 / 8 2 I; o3 j! v1 S' ?; ?
铝箔(纯) 180,180,180/ 50 /45 / 35 / 15
& G) |7 s7 r. p# @' P 铝 220,223,227/ 35 / 25 / 40 / 15
! E* ^1 H' Y4 T3 L 磨亮的铝 220,223,227/ 35 / 65 / 50 / 12
* a0 W; @. e I6 V% r) B' N 黄铜 191,173,111/ 40 / 40 / 40 / 20
: a4 z, I' F& _' u! U8 @, h6 ` 磨亮的黄铜 194,173,111/ 40 / 65 / 50 / 10 5 Q( j3 F A* B" d3 m- Y" w
镀铬合金 150,150,150/ 40 / 40 / 25 / 35
g: v$ `# P- Q5 A! Q. q5 }/ j 镀铬合金2 220,230,240/ 25 / 30 / 50 / 20
1 n6 c2 i7 ^6 o6 A 镀铬铝 220,230,240/ 15 / 60 / 70 / 10
6 K" Z+ H) r5 A+ h- [1 H ]: Q7 a9 K 镀铬塑胶 220,230,240/ 15 / 60 / 85 / 10
, ~+ f5 F+ @, Y8 P 镀铬钢 220,230,240/ 15 / 60 / 40 / 5
: z6 r1 h# E6 R 纯铬 220,230,240/ 15 / 60 / 65 / 5 % b1 W# y+ t" w$ W- u! E
铜 186,110,64/ 45 / 40 / 65 / 10 ( K( ~0 J% d2 L" f0 f' e: V! F
18K金 234,199,135/ 45 / 40 / 45 / 10 ! g) o6 J* M3 N9 j
24K金 218,178,115/ 35 / 40 / 65 / 10 4 n6 L% _% q1 f" ^# _% ?& X
未精炼的金255,180,66/ 35 / 40 / 15 / 25 + u, E a0 V5 D) D e" {5 k
黄金 242,192,86/ 45 / 40 / 25 / 10 , Y# b$ p/ H A/ `' b6 K* @
石墨 87,33,77/ 42 / 90 / 15 / 10 - b# P) c& y0 k {: e0 }1 F
铁 118,119,120/ 35/ 50 / 25 / 20 * `9 P2 c" s. B/ K: M4 ?
铅锡锑合金 250,250,250/ 30 / 40 / 15 / 10 ! ? X4 R, W* O0 `3 n
银 233,233,216/ 15 / 90 / 45 / 15
. @" {1 U( A' U& Z 钠 250,250,250/ 50 / 90 / 25 / 10 9 }; f. J; v$ C& I( } ^
废白铁罐 229,223,206/ 30 / 40 / 45/ 30 ; [& P f; W% a! |7 P
不锈钢 128,128,126/ 40 / 50 / 35 / 20
8 G8 F+ I; |. U& M8 e 磨亮的不锈钢220,220,220/ 35 / 50 / 25 / 35
2 j8 V* a- \6 K6 `+ J 锡 220,223,227/ 50 / 90 / 35 / 20
% i/ E% ?* B* b2 g: o+ B4 w0 u 材质 颜色/RGB 漫射 镜面 反射 凹凸% 2 T8 |" N! g0 x( Z0 s: H8 g4 u
净化瓶 27,108,131 /90 /60 /5 / 20 3 h: h4 |0 p3 A$ N4 [0 g
泡沫橡胶 54,53,53 /95 /30 /3 / 90
( J; |$ p. C1 f 合成材料 20,20,20 /80 /30 /5 / 20
0 Q1 I) T; n" n: A 合成材料(粗糙)25,25,25 /60 /40 /5 / 20
& t# s! E2 q9 J6 R1 T$ K; ` 合成材料(光滑)38,38,38 /60 /30 /10 / 10
& k' ]' h) h. Q 合成材料(纯) 25,25,25 /92 /40 /15 / 30
* F. c4 i; s/ d- U( D- j 橡胶 20,20,20 /80 /30 /5 / 10
1 i' a7 Z' s+ o' L- e 塑料(60&透明) 63,108,86 /90 /90 /35 / 10
1 v8 y! p& U/ E+ W, M 塑料(高光泽) 20,20,20 /70 /90 /15 / 5
( ]$ q: G* m- Z% V4 Z! { 塑料(硬而亮) 20,20,20 /80 /80 /10 / 15 5 G9 u: v& s% p
塑料(糖衣) 200,10,10 /80 /30 /5 / 10 ! B! \5 w% }% L6 r! m) Y0 P
塑料(巧克力色)67,40,18 /90 /30 /5 / 15 * o2 V: c2 `0 ~* T; w
橡胶 30,30,30 /30 /20 /0 / 50 , i/ c% D! h& M @7 y1 I9 m5 K7 g
橡胶纽扣 150,150,150/60 /20 /0 / 30 - p/ ]# C" q7 V* D3 ?
乙烯树脂 45,45,45 /60 /40 /15 / 30 ( Q) _" l9 `. b" y& N, t
光源 K
3 Z' C5 x8 R+ [) N; M) i/ R4 Z7 Z 烛焰 1500 8 I: o% p T. j; @# S. n
家用白织灯 2500-3000 8 B: [9 V$ d4 x, s' w
60瓦充气钨丝灯 2800 8 S0 D8 [% w: ? Q1 d
100瓦钨丝灯 2950
+ F/ f6 k8 s7 j# |4 Z 1000瓦钨丝灯 3000
. w! k" x; e4 h# n$ k 500瓦透影灯 2865
9 k/ Z* y: s1 h1 V1 x9 ^: g" \ 500瓦钨丝灯 3175 8 G$ V6 r0 V5 T8 I, M
琥伯闪光信号灯 3200
/ b: F y- v/ W ~- H' C R32反射镜泛光灯 3200
1 x9 y: T5 K& ^$ H/ O 锆制的浓狐光灯 3200
. h3 h5 f8 x$ Z, M 1,2,4号泛光灯 3400
* `9 f4 v% s7 [; z* C0 ] 反射镜泛光灯 3400 3 N0 _5 |: v6 T y' |4 J
暖色白荧光灯 3500 1 Z4 Q' [% ^( e+ Z. U$ Q# J
冷色白荧光灯 4500 5 t$ U7 Y: R5 I Q p
白昼的泛光灯 4800
# g" e; f$ Z4 L( L 白焰碳弧灯 5000
4 c+ K$ S9 w# V. K5 g* {6 F M2B闪光信号灯 5100
, A. r2 F1 A' j* i; V9 s3 z& { 正午的日光 5400 . c0 o' C( z# b- \
夏季的直射日光 5800
* ^* R/ Q: C3 Q9 X3 O0 p 10点至15点的直射日光 6000
* j$ c5 ?! A( b6 D8 | 白昼的荧光灯 6500 $ Y, p; Y" T- V
正午晴空的日光 6500
4 E( o; \3 D( j* j: R( ]2 [: K 阴天的光线 6800-7000 ; o1 F) o( ?$ [4 a, w
来自灰蒙天空的光线 7500-8400 ( v. `$ S9 K7 i* \2 Q
来自晴朗蓝天的光线 10000-20000 ) n& S9 T( O: h Z; T$ \+ U1 R
在水域上空的晴朗蓝天 20000-27000
5 D& O! p& X# P& H5 C 材质 折射率 : k; K. W* l7 y
真空 1.0000
3 ^4 R1 Y) B( d: K 空气 1.0003 # i- m8 R* J9 `" e% [
液态二氧化碳 1.2000
h; L* w) @1 |" I% c 冰 1.3090 0 j# _, z0 t( h0 g% L3 _
水 1.3333 & N' a; W- w/ Z: q) b p
丙酮 1.3600 ) U6 h+ a0 G# A F. i+ T- n3 A
乙醇 1.3600 0 ~$ k% ^8 `( k
糖溶液(30%) 1.3800
! g( B! h. G2 b6 W8 K/ C5 o 酒精 1.3900 - b( |0 \. q( s+ S I Y4 y
萤石 1.4340
4 j, b# l" Q+ D9 n 融化的石英 1.4600 % C8 ~% E$ [& k, w, g
Calspar2 1.4860 ' T- _) C) Y' E4 ?4 q6 X% C: P
糖溶液(80%) 1.4900
9 @( M3 @8 e; N5 | 玻璃 1.5000 / X' E. W: K, o* V/ i
玻璃,锌冠 1.5170
6 X0 d% c) |- w* n" p9 z 玻璃,冠 1.5200
" O2 X1 f& |) e2 Q 氯化钠 1.5300
; g, j/ d* F; b! @+ ~ 氯化钠(食盐)1 1.5440
" N, }6 b7 C7 K 聚苯乙烯 1.5500
$ w. H/ C5 ~, P& `0 {) K/ o3 x 石英2 1.5530 9 I& O/ e& C& M) x5 P
绿宝石 1.5700 7 y" ^) @) X8 {, N3 M7 z
轻火石玻璃 1.5750
; l; Z6 |( o' k4 t 青金石,杂青金石 1.6100
" H3 m9 B7 o3 `1 D 黄玉 1.6100
* I: V- O; Z( S4 S( s" ] 二硫化碳 1.6300 " s9 a! ^1 T( s# c& A
石英1 1.6440 2 y0 W& ?: i" p. Z9 x
氯化钠(食盐)2 1.6440
. T3 q) m- K" {: j% z 重火石玻璃 1.6500
& u5 }3 p' E! X+ f. G Q* y2 I Calspar2 1.6600 $ g' I; _+ o% o" P
二碘甲烷 1.7400 1 i* D- a% A4 X+ v
红宝石 1.7700 : K9 U* k. e$ l1 P5 ~! y8 c- L8 }0 k
蓝宝石 1.7700
& x p& K3 b8 _& u- z( v8 k, W, A 超重火石玻璃 1.8900
" H0 |" b4 J, l1 ]( |) w0 f: h 水晶 2.0000
) `# a5 x1 b# e8 F8 }+ C" v 钻石 2.4170
! w [ n* x( v& A 氧化铬 * u" R7 X3 V! n/ q$ }6 \& @
2.7050
" o8 ^" k( i$ f, S 非晶质硒 2.2920 ' ^) K9 D% T8 g, V( @# w
碘晶体 3.3400
. l6 P i% ]4 H0 q9 x; x9 I 巧克力 15. 5. 0 88. 29. 0 255.223.220 70 40
" W+ ?( C) N8 n( e# F0 v4 X 红塑料 48. 0. 0 255. 0. 0 255.255.255 100 68% a+ x3 Q! a- H/ {
[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.
3 B2 |9 x( m% T* s+ d9 @ [ [临界角(C)]使折射角等于90度的入射角.
4 w" z$ J2 _; R* X' O4 }4 \. I [公式]n1/n2=sin90°/sinC
9 P0 g! _$ _" P! U" u7 o. _ 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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