Διαστατικός Τύπος Δείκτη Διάθλασης

Οι ιδιότητες του μέσου επηρεάζουν την ταχύτητα (αυξάνεται ή μειώνεται) όταν το φως εισέρχεται σε αυτό. Η οπτική πυκνότητα του μέσου σημαίνει την ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Η οπτική πυκνότητα του μέσου ορίζεται ως η τάση των ατόμων μιας ουσίας να ανακτούν την απορροφημένη ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Η ταχύτητα του φωτός εξαρτάται από τη συγκέντρωση της πυκνότητας της ουσίας – όσο πιο οπτικά πυκνή είναι η ουσία, τόσο πιο αργή θα είναι η ταχύτητα του φωτός και το αντίστροφο. Η οπτική πυκνότητα είναι η μέτρηση του δείκτη διάθλασης ενός μέσου. Η φυσική ποσότητα είναι αδιάστατη.

Δείκτης διάθλασης

Ο δείκτης διάθλασης είναι μια μέτρηση που μετρά πόσο κάμπτονται οι ακτίνες φωτός όταν εισέρχονται σε άλλο μέσο. Το γράμμα «n» σημαίνει δείκτη διάθλασης.

Το 'n' είναι μια παράγωγη μεταβλητή.

Είναι η αναλογία c και  v.

Όπου c είναι η ταχύτητα/ταχύτητα του φωτός στον αέρα ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος και το v υποδηλώνει την ταχύτητα του φωτός σε οποιοδήποτε μέσο.

Πίνακας:Απόλυτος δείκτης διάθλασης ορισμένων μέσων υλικού

Υλικό μέσο	Δείκτης διάθλασης	Υλικό μέσο	Δείκτης διάθλασης
Αέρας	1.0003	Βάλσαμο Καναδά	1,53
Πάγος	1.31	Ροκ αλάτι	1,54
Νερό	1.33	Δισουλφίδιο του άνθρακα	1.63
Κηροζίνη	1.44	Πυκνό γυαλί από πυριτόλιθο	1,65
Συντηγμένος χαλαζίας	1.46	Ρούμπι	1.71
Νέφτι λάδι	1.47	Ζαφείρι	1,77
Βενζόλιο	1,50	Διαμάντι	2.42
Γυαλί κορώνας	1,52

Τύπος διαστάσεων του Δείκτη Διάθλασης

Ο διαστατικός τύπος δείκτη διάθλασης μπορεί να γραφτεί ως:

[M0L0I0T0]

Πού,

M =Μάζα

L ​​=Μήκος

T =Χρόνος

Παραγωγή για τον τύπο διαστάσεων του δείκτη διάθλασης

Δείκτης διάθλασης  =(Ταχύτητα φωτός στο κενό) × 1/(ταχύτητα φωτός στο μέσο)

• n =c/v

Ταχύτητα =Απόσταση × 1/(Χρόνος)

• I.e S =D x T

Ως εκ τούτου, ο τύπος διαστάσεων της ταχύτητας μπορεί να γραφτεί ως 

[M0L1T-1]

Ο δείκτης διάθλασης =ο λόγος της ταχύτητας του φωτός στο κενό προς την ταχύτητα του φωτός σε ένα μέσο.

Ως εκ τούτου,

Ο δείκτης διάθλασης =(Ταχύτητα φωτός στο κενό) × 1 / (ταχύτητα φωτός στο μέσο)

 [M0L1T-1] × 1 / [M0L1T-1]

Επομένως,

η αναπαράσταση διαστάσεων r του δείκτη διάθλασης μπορεί να γραφτεί ως 

[M0L0I0T0], 

Σημείωση:Είναι μια αδιάστατη ποσότητα.

Μέτρηση του δείκτη διάθλασης

Ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου μετριέται με ένα διαθλασίμετρο. Τα διαθλασίμετρα διατίθενται σε διάφορα σχήματα και μεγέθη, συμπεριλαμβανομένου του διαθλασίμετρου Abbe. Η θεωρία πίσω από ένα διαθλασίμετρο είναι ότι το φως κάμπτεται όταν εισέρχεται σε διαφορετικό μέσο. Η γωνία διάθλασης των ακτίνων φωτός που ταξιδεύουν μέσα από μια άγνωστη ουσία μετράται με αυτόν τον εξοπλισμό.

Με την εφαρμογή του νόμου του Snell, αυτή η μέτρηση, μαζί με τη γνώση του δείκτη διάθλασης του μέσου που βρίσκεται σε άμεση επαφή με το άγνωστο δείγμα, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του δείκτη διάθλασης του άγνωστου δείγματος.

Γιατί είναι απαραίτητος ο υπολογισμός των δεικτών διάθλασης;

Οι δείκτες διάθλασης εξυπηρετούν ποικίλες εφαρμογές, αλλά συνήθως χρησιμοποιούνται για τη διάκριση μεταξύ υγρών δειγμάτων. Ως αποτέλεσμα, με τον ίδιο τρόπο, όπως τα σημεία τήξης χρησιμοποιούνται για τον χαρακτηρισμό των στερεών, αυτή η φυσική ποσότητα χρησιμοποιείται για τον χαρακτηρισμό των υγρών. Συγκρίνοντας τον δείκτη διάθλασης μιας ουσίας με γνωστές βιβλιογραφικές τιμές, αυτή η μέτρηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώρισή της. Επιπλέον, συγκρίνοντας τον δείκτη διάθλασης μιας ουσίας με αυτόν μιας καθαρής ένωσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δείκτες διάθλασης για την αξιολόγηση της καθαρότητας μιας χημικής ουσίας.

Με τη σύγκριση του δείκτη διάθλασης του διαλύματος με μια τυπική καμπύλη, οι δείκτες διάθλασης μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης μιας διαλυμένης ουσίας σε ένα διάλυμα. Τέλος, η πολωσιμότητα ενός υλικού επηρεάζει τους δείκτες διάθλασης. Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης διάθλασης μιας ουσίας, τόσο πιο πολώσιμη είναι. Ως αποτέλεσμα, απαιτείται επίσης η γνώση του δείκτη διάθλασης μιας ουσίας για τον υπολογισμό των διπολικών ροπών της.

Συμπέρασμα

Οι ιδιότητες του μέσου (οπτική πυκνότητα του υλικού) επηρεάζουν την ταχύτητα του φωτός που εισέρχεται αυξάνοντας ή μειώνοντάς την. Η οπτική πυκνότητα του υλικού καθορίζει τον δείκτη διάθλασης του φωτός σε οποιοδήποτε μέσο εισέρχεται. Ο δείκτης διάθλασης είναι μια σύγκριση της ταχύτητας του φωτός στο κενό με οποιοδήποτε άλλο μέσο εισέρχεται. Διαφορετικά μέσα (αέρας, νερό, πάγος, διαμάντι, αιθυλική αλκοόλη, κ.λπ.) εμφανίζουν διαφορετικές τιμές του δείκτη διάθλασης με βάση την οπτική τους πυκνότητα. Ο δείκτης διάθλασης είναι ένα αδιάστατο μέγεθος χωρίς μονάδα SI και αντιπροσωπεύεται από το (n).