Índice de refracción
En óptica , el índice de refracción (también conocido como índice de refracción o índice de refracción ) de un material es un número adimensional que describe qué tan rápido viaja la luz a través del material. Se define como
donde c es la velocidad de la luz en el vacío y v es la velocidad de fase de la luz en el medio. Por ejemplo, el índice de refracción del agua es 1.333, lo que significa que la luz viaja 1.333 veces más lento en el agua que en el vacío. Aumentar el índice de refracción corresponde a disminuir la velocidad de la luz en el material.
El índice de refracción determina cuánto se dobla o refracta la trayectoria de la luz al entrar en un material. Esto se describe mediante la ley de refracción de Snell , n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2 , donde θ 1 y θ 2 son los ángulos de incidencia y refracción, respectivamente, de un rayo que cruza la interfaz entre dos medios con índices de refracción n 1 y n 2 . Los índices de refracción también determinan la cantidad de luz que se refleja.al llegar a la interfaz, así como el ángulo crítico para la reflexión interna total , su intensidad ( ecuaciones de Fresnel ) y el ángulo de Brewster . [1]
El índice de refracción puede verse como el factor por el cual la velocidad y la longitud de onda de la radiación se reducen con respecto a sus valores de vacío: la velocidad de la luz en un medio es v = c / n , e igualmente la longitud de onda en ese medio es λ = λ 0 / n , donde λ 0 es la longitud de onda de esa luz en el vacío. Esto implica que el vacío tiene un índice de refracción de 1 y que la frecuencia ( f = v / λ) de la onda no se ve afectado por el índice de refracción. Como resultado, el color percibido de la luz refractada por el ojo humano, que depende de la frecuencia, no se ve afectado por la refracción o el índice de refracción del medio.
El índice de refracción varía con la longitud de onda. Esto hace que la luz blanca se divida en colores constituyentes cuando se refracta. A esto se le llama dispersión . Este efecto se puede observar en prismas y arco iris , y como aberración cromática en lentes. La propagación de la luz en materiales absorbentes se puede describir utilizando un índice de refracción de valor complejo . [2] La parte imaginaria luego maneja la atenuación , mientras que la parte realparte representa la refracción. Para la mayoría de los materiales, el índice de refracción cambia con la longitud de onda en varios porcentajes en todo el espectro visible. Sin embargo, los índices de refracción de los materiales se informan comúnmente usando un solo valor para n , típicamente medido a 633 nm.
El concepto de índice de refracción se aplica dentro de todo el espectro electromagnético , desde los rayos X hasta las ondas de radio . También se puede aplicar a fenómenos ondulatorios como el sonido . En este caso, se utiliza la velocidad del sonido en lugar de la de la luz, y se debe elegir un medio de referencia distinto al vacío. [3]
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