Hvad er det absolutte brydningsindeks. Loven om lysets brydning

De processer, der er forbundet med lys, er en vigtig komponent i fysikken og omgiver os overalt i vores hverdag. Det vigtigste i denne situation er lovene for refleksion og brydning af lys, som moderne optik er baseret på. Lysets brydning er en vigtig del af moderne videnskab.

Forvrængning effekt

Denne artikel vil fortælle dig, hvad fænomenet lysbrydning er, samt hvordan brydningsloven ser ud, og hvad der følger af den.

Grundlæggende for et fysisk fænomen

Når en stråle falder på en overflade, der er adskilt af to transparente stoffer, der har forskellige optiske tætheder (f.eks. forskellige glas eller i vand), vil nogle af strålerne blive reflekteret, og nogle vil trænge ind i den anden struktur (f.eks. det vil formere sig i vand eller glas). Når den passerer fra et medium til et andet, er strålen karakteriseret ved en ændring i dens retning. Dette er fænomenet lysbrydning.
Refleksion og brydning af lys kan især ses i vand.

vandforvrængningseffekt

Ser man på ting i vandet, virker de forvrænget. Dette er især mærkbart ved grænsen mellem luft og vand. Visuelt ser det ud til, at undervandsobjekter er lidt afbøjet. Det beskrevne fysiske fænomen er netop årsagen til, at alle objekter virker forvrænget i vand. Når strålerne rammer glasset, er denne effekt mindre mærkbar.
Lysets brydning er et fysisk fænomen, som er karakteriseret ved en ændring i retningen af ​​solstrålen i det øjeblik, hvor man bevæger sig fra et medium (struktur) til et andet.
For at forbedre forståelsen af ​​denne proces, overvej eksemplet med en stråle, der falder fra luft til vand (på samme måde for glas). Ved at tegne en vinkelret langs grænsefladen kan lysstrålens brydningsvinkel og retur måles. Denne indikator (brydningsvinklen) vil ændre sig, når strømmen trænger ind i vandet (inde i glasset).
Bemærk! Denne parameter forstås som den vinkel, der danner en vinkelret trukket til adskillelsen af ​​to stoffer, når strålen trænger ind fra den første struktur til den anden.

Bjælkegennemgang

Den samme indikator er typisk for andre miljøer. Det er fastslået, at denne indikator afhænger af stoffets tæthed. Hvis strålen falder ind fra en mindre tæt til en tættere struktur, vil den dannede forvrængningsvinkel være større. Og hvis omvendt, så mindre.
Samtidig vil en ændring i faldets hældning også påvirke denne indikator. Men forholdet mellem dem forbliver ikke konstant. Samtidig vil forholdet mellem deres sinus forblive konstant, hvilket vises med følgende formel: sinα / sinγ = n, hvor:

• n er en konstant værdi, der er beskrevet for hvert specifikt stof (luft, glas, vand osv.). Derfor, hvad denne værdi vil være, kan bestemmes ud fra specielle tabeller;
• α er indfaldsvinklen;
• γ er brydningsvinklen.

For at bestemme dette fysiske fænomen blev brydningsloven skabt.

fysisk lov

Loven om brydning af lysstrømme giver dig mulighed for at bestemme karakteristikaene for gennemsigtige stoffer. Selve loven består af to bestemmelser:

• Første del. Strålen (indfald, modificeret) og vinkelret, som blev genoprettet ved indfaldspunktet ved grænsen, for eksempel luft og vand (glas osv.), vil være placeret i samme plan;
• anden del. Indikatoren for forholdet mellem sinus af indfaldsvinklen og sinus af samme vinkel dannet ved krydsning af grænsen vil være en konstant værdi.

Beskrivelse af loven

I dette tilfælde, i det øjeblik strålen forlader den anden struktur i den første (for eksempel når lysstrømmen passerer fra luften, gennem glasset og tilbage i luften), vil der også forekomme en forvrængningseffekt.

En vigtig parameter for forskellige objekter

Hovedindikatoren i denne situation er forholdet mellem sinus af indfaldsvinklen og en lignende parameter, men for forvrængning. Som det følger af loven beskrevet ovenfor, er denne indikator en konstant værdi.
På samme tid, når værdien af ​​faldets hældning ændres, vil den samme situation være typisk for en lignende indikator. Denne parameter er af stor betydning, da den er en integreret egenskab af gennemsigtige stoffer.

Indikatorer for forskellige objekter

Takket være denne parameter kan du ret effektivt skelne mellem glastyper såvel som en række ædelstene. Det er også vigtigt for at bestemme lysets hastighed i forskellige medier.

Bemærk! Den højeste hastighed af lysstrømmen er i vakuum.

Når du flytter fra et stof til et andet, vil dets hastighed falde. For eksempel vil diamant, som har det højeste brydningsindeks, have en fotonudbredelseshastighed 2,42 gange hurtigere end luft. I vand vil de sprede sig 1,33 gange langsommere. For forskellige glastyper varierer denne parameter fra 1,4 til 2,2.

Bemærk! Nogle glas har et brydningsindeks på 2,2, hvilket er meget tæt på diamant (2,4). Derfor er det ikke altid muligt at skelne et stykke glas fra en ægte diamant.

Optisk tæthed af stoffer

Lys kan trænge igennem forskellige stoffer, som er karakteriseret ved forskellig optisk tæthed. Som vi sagde tidligere, ved hjælp af denne lov, kan du bestemme karakteristikken for mediets tæthed (struktur). Jo tættere det er, jo langsommere vil lysets hastighed forplante sig i det. For eksempel vil glas eller vand være mere optisk tætte end luft.
Ud over at denne parameter er en konstant værdi, afspejler den også forholdet mellem lyshastigheden i to stoffer. Den fysiske betydning kan vises som følgende formel:

Denne indikator fortæller, hvordan fotonernes udbredelseshastighed ændres, når de går fra et stof til et andet.

En anden vigtig indikator

Når lysstrømmen flyttes gennem gennemsigtige genstande, er dens polarisering mulig. Det observeres under passagen af ​​en lysflux fra dielektriske isotrope medier. Polarisering opstår, når fotoner passerer gennem glas.

polarisationseffekt

Delvis polarisering observeres, når indfaldsvinklen af ​​lysfluxen ved grænsen af ​​to dielektrikum adskiller sig fra nul. Graden af ​​polarisering afhænger af, hvad indfaldsvinklerne var (Brewsters lov).

Fuld intern refleksion

Som afslutning på vores korte digression er det stadig nødvendigt at betragte en sådan effekt som en fuldgyldig intern refleksion.

Fuldstændig skærmfænomen

For fremkomsten af ​​denne effekt er det nødvendigt at øge indfaldsvinklen for lysfluxen i det øjeblik, hvor den skifter fra et tættere til et mindre tæt medium ved grænsefladen mellem stoffer. I en situation, hvor denne parameter overskrider en vis grænseværdi, vil fotonerne, der falder på grænsen af ​​dette afsnit, blive fuldstændig reflekteret. Faktisk vil dette være vores ønskede fænomen. Uden den var det umuligt at lave fiberoptik.

Konklusion

Den praktiske anvendelse af funktionerne i lysfluxens opførsel gav meget, hvilket skabte en række tekniske enheder til at forbedre vores liv. Samtidig har lys ikke åbnet alle dets muligheder for menneskeheden, og dets praktiske potentiale er endnu ikke fuldt ud realiseret.

Sådan laver du en papirlampe med dine egne hænder
Sådan kontrollerer du LED-strimlens ydeevne

TIL FOREDRAG №24

"INSTRUMENTELLE ANALYSEMETODER"

REFRAKTOMETRI.

Litteratur:

1. V.D. Ponomarev "Analytical Chemistry" 1983 246-251

2. A.A. Ishchenko "Analytisk kemi" 2004 s. 181-184

REFRAKTOMETRI.

Refraktometri er en af ​​de enkleste fysiske analysemetoder, der kræver en minimal mængde analyt og udføres på meget kort tid.

Refraktometri- en metode baseret på fænomenet brydning eller brydning dvs. ændring i retningen af ​​lysets udbredelse, når den passerer fra et medium til et andet.

Brydning, såvel som absorption af lys, er en konsekvens af dets interaktion med mediet. Ordet refraktometri betyder måling lysbrydning, som estimeres ved værdien af ​​brydningsindekset.

Brydningsindeksværdi n afhænger af

1) om sammensætningen af ​​stoffer og systemer,

2) fra i hvilken koncentration og hvilke molekyler lysstrålen møder på sin vej, pga Under påvirkning af lys polariseres molekylerne af forskellige stoffer på forskellige måder. Det er på denne afhængighed, at den refraktometriske metode er baseret.

Denne metode har en række fordele, som et resultat af hvilke den har fundet bred anvendelse både i kemisk forskning og i styring af teknologiske processer.

1) Målingen af ​​brydningsindeks er en meget enkel proces, der udføres præcist og med en minimal investering af tid og mængde af stof.

2) Typisk giver refraktometre op til 10 % nøjagtighed ved bestemmelse af lysets brydningsindeks og indholdet af analytten

Refraktometrimetoden bruges til at kontrollere ægthed og renhed, til at identificere individuelle stoffer, til at bestemme strukturen af ​​organiske og uorganiske forbindelser i undersøgelsen af ​​opløsninger. Refraktometri bruges til at bestemme sammensætningen af ​​to-komponent opløsninger og for ternære systemer.

Metodens fysiske grundlag

REFRAKTIV INDIKATOR.

Afvigelsen af ​​en lysstråle fra dens oprindelige retning, når den passerer fra et medium til et andet, er jo større, jo større forskellen er i lysudbredelseshastighederne i to

disse miljøer.

Overvej brydningen af ​​en lysstråle ved grænsen af ​​to transparente medier I og II (se fig.). Lad os blive enige om, at medium II har en større brydningsevne og derfor n 1 og n 2- viser brydningen af ​​de tilsvarende medier. Hvis medium I hverken er vakuum eller luft, så vil forholdet sin mellem lysstrålens indfaldsvinkel og sin af brydningsvinklen give værdien af ​​det relative brydningsindeks n rel. Værdien af ​​n rel. kan også defineres som forholdet mellem brydningsindekserne for det pågældende medium.

n rel. = ----- = ---

Værdien af ​​brydningsindekset afhænger af

1) stoffernes art

Et stofs natur i dette tilfælde bestemmes af graden af ​​deformerbarhed af dets molekyler under påvirkning af lys - graden af ​​polariserbarhed. Jo mere intens polariserbarheden er, jo stærkere er lysets brydning.

2)indfaldende lys bølgelængde

Målingen af ​​brydningsindekset udføres ved en lysbølgelængde på 589,3 nm (linie D i natriumspektret).

Brydningsindeksets afhængighed af lysets bølgelængde kaldes dispersion. Jo kortere bølgelængden er, jo større er brydningen. Derfor brydes stråler med forskellige bølgelængder forskelligt.

3)temperatur hvor målingen foretages. En forudsætning for at bestemme brydningsindekset er overholdelse af temperaturregimet. Normalt udføres bestemmelsen ved 20±0,3 0 С.

Når temperaturen stiger, falder brydningsindekset, og når temperaturen falder, stiger det..

Temperaturkorrektionen beregnes ved hjælp af følgende formel:

n t \u003d n 20 + (20-t) 0,0002, hvor

n t - Farvel brydningsindeks ved en given temperatur,

n 20 - brydningsindeks ved 20 0 С

Effekten af ​​temperatur på værdierne af brydningsindekserne for gasser og væsker er relateret til værdierne af deres volumetriske ekspansionskoefficienter. Volumenet af alle gasser og væsker stiger ved opvarmning, massefylden falder, og følgelig falder indikatoren

Brydningsindekset, målt ved 20 0 C og en lysbølgelængde på 589,3 nm, er angivet med indekset n D 20

Afhængigheden af ​​brydningsindekset for et homogent to-komponent system af dets tilstand etableres eksperimentelt ved at bestemme brydningsindekset for en række standardsystemer (for eksempel løsninger), hvor indholdet af komponenter er kendt.

4) koncentrationen af ​​et stof i en opløsning.

For mange vandige opløsninger af stoffer er brydningsindekserne ved forskellige koncentrationer og temperaturer blevet målt pålideligt, og i disse tilfælde kan referencedata anvendes. refraktometriske tabeller. Praksis viser, at når indholdet af det opløste stof ikke overstiger 10-20 %, er det sammen med den grafiske metode i rigtig mange tilfælde muligt at anvende lineær ligning som:

n=n o +FC,

n- opløsningens brydningsindeks,

ingen er brydningsindekset for det rene opløsningsmiddel,

C- koncentration af det opløste stof, %

F-empirisk koefficient, hvis værdi findes

ved at bestemme brydningsindekserne for opløsninger med kendt koncentration.

REFRAKTOMETRE.

Refraktometre er enheder, der bruges til at måle brydningsindekset. Der er 2 typer af disse instrumenter: Abbe type refraktometer og Pulfrich type. Både i disse og i andre er målingerne baseret på at bestemme størrelsen af ​​den begrænsende brydningsvinkel. I praksis bruges refraktometre af forskellige systemer: laboratorie-RL, universal RLU osv.

Brydningsindekset for destilleret vand n 0 \u003d 1.33299, i praksis tager denne indikator som reference som n 0 =1,333.

Funktionsprincippet på refraktometre er baseret på bestemmelsen af ​​brydningsindekset ved den begrænsende vinkelmetode (vinklen for total refleksion af lys).

Hånd refraktometer

Refraktometer Abbe

Anvendelsesområder for refraktometri.

Enheden og funktionsprincippet for IRF-22 refraktometeret.

Begrebet brydningsindeks.

Plan

Refraktometri. Metodens egenskaber og essens.

For at identificere stoffer og kontrollere deres renhed, brug

refraktor.

Brydningsindeks for et stof- en værdi lig med forholdet mellem lysets fasehastigheder (elektromagnetiske bølger) i vakuum og det sete medium.

Brydningsindekset afhænger af stoffets egenskaber og bølgelængden

elektromagnetisk stråling. Forholdet mellem sinus af indfaldsvinklen i forhold til

normalen trukket til strålens brydningsplan (α) til sinus for brydningsvinklen

brydning (β) under overgangen af ​​strålen fra medium A til medium B kaldes det relative brydningsindeks for dette mediepar.

Værdien n er det relative brydningsindeks for mediet B iflg

i forhold til miljø A, og

Mediets A's relative brydningsindeks ift

Brydningsindekset for en stråle, der falder ind på et medium fra en airless

rum kaldes dets absolutte brydningsindeks eller

blot brydningsindekset for et givet medium (tabel 1).

Tabel 1 - Brydningsindekser for forskellige medier

Væsker har et brydningsindeks i området 1,2-1,9. Solid

stoffer 1,3-4,0. Nogle mineraler har ikke en nøjagtig værdi af indikatoren

til brydning. Dens værdi er i en vis "gaffel" og bestemmer

på grund af tilstedeværelsen af ​​urenheder i krystalstrukturen, som bestemmer farven

krystal.

Identifikation af mineralet ved "farve" er vanskelig. Så mineralet korund eksisterer i form af rubin, safir, leukosafir, forskelligt i

brydningsindeks og farve. Røde korund kaldes rubiner

(kromblanding), farveløs blå, lyseblå, pink, gul, grøn,

violet - safirer (urenheder af kobolt, titanium osv.). Lys farvet

nye safirer eller farveløs korund kaldes leukosafir (udbredt

bruges i optik som lysfilter). Brydningsindekset for disse krystaller

stall ligger i intervallet 1.757-1.778 og er grundlaget for identifikation

Figur 3.1 - Ruby Figur 3.2 - Safirblå

Organiske og uorganiske væsker har også karakteristiske brydningsindeksværdier, der karakteriserer dem som kemiske

nye forbindelser og kvaliteten af ​​deres syntese (tabel 2):

Tabel 2 - Brydningsindeks for nogle væsker ved 20 °C

4.2. Refraktometri: koncept, princip.

Metode til undersøgelse af stoffer baseret på bestemmelse af indikatoren

(brydningskoefficient) (refraktion) kaldes refraktometri (fra

lat. refractus - brudt og græsk. metero - jeg måler). Refraktometri

(refraktometrisk metode) bruges til at identificere kemikalie

forbindelser, kvantitativ og strukturel analyse, bestemmelse af fysisk-

kemiske parametre for stoffer. Refraktometriprincip implementeret

i Abbe refraktometre, illustreret af figur 1.

Figur 1 - Princippet for refraktometri

Abbe prismeblokken består af to rektangulære prismer: lysende

krop og målende, foldet af hypotenuse ansigter. Illuminator-

prisme har en ru (mat) hypotenusflade og er beregnet

chena til belysning af en væskeprøve placeret mellem prismerne.

Spredt lys passerer gennem et planparallelt lag af den undersøgte væske og falder ned på måleprismet, idet det brydes i væsken. Måleprismet er lavet af optisk tæt glas (tung flint) og har et brydningsindeks større end 1,7. Af denne grund måler Abbe refraktometeret n værdier mindre end 1,7. En stigning i brydningsindeksets måleområde kan kun opnås ved at ændre måleprismet.

Testprøven hældes på hypotenusfladen af ​​måleprismet og presses mod det lysende prisme. I dette tilfælde forbliver et mellemrum på 0,1-0,2 mm mellem prismerne, hvori prøven er placeret, og gennem

som passerer gennem brydende lys. At måle brydningsindekset

bruge fænomenet total intern refleksion. Den består i

Næste.

Hvis strålerne 1, 2, 3 falder på grænsefladen mellem to medier, så afhængig af

vil indfaldsvinklen ved observation af dem i et brydningsmedium være

tilstedeværelsen af ​​en overgang af områder med forskellig belysning observeres. Det er forbundet

med indfaldet af en del af lyset på brydningsgrænsen i en vinkel på ca.

kim til 90° i forhold til normalen (stråle 3). (Figur 2).

Figur 2 - Billede af brudte stråler

Denne del af strålerne reflekteres ikke og danner derfor en lettere genstand.

brydning. Stråler med mindre vinkler oplever og reflekterer

og brydning. Derfor dannes et område med mindre belysning. I volumen

grænselinjen for total indre refleksion er synlig på linsen, positionen

hvilket afhænger af prøvens brydningsegenskaber.

Elimineringen af ​​spredningsfænomenet (farvning af grænsefladen mellem to belysningsområder i regnbuens farver på grund af brugen af ​​komplekst hvidt lys i Abbe refraktometre) opnås ved at bruge to Amici-prismer i kompensatoren, som er monteret i teleskop. Samtidig projiceres en skala ind i linsen (Figur 3). 0,05 ml væske er tilstrækkeligt til analyse.

Figur 3 - Se gennem refraktometerets okular. (Den rigtige skala afspejler

koncentration af den målte komponent i ppm)

Ud over analysen af ​​enkeltkomponentprøver er der meget analyseret

to-komponent systemer (vandige opløsninger, opløsninger af stoffer, hvori

eller opløsningsmiddel). I ideelle to-komponent systemer (dannende-

uden at ændre komponenternes volumen og polariserbarhed), vises afhængigheden

brydningsindeks på sammensætningen er tæt på lineær, hvis sammensætningen er udtrykt i form af

volumenbrøker (procent)

hvor: n, n1, n2 - brydningsindekser for blandingen og komponenterne,

V1 og V2 er volumenfraktionerne af komponenterne (V1 + V2 = 1).

Temperaturens effekt på brydningsindekset bestemmes af to

faktorer: en ændring i antallet af væskepartikler pr volumenhed og

afhængighed af molekylers polariserbarhed af temperatur. Den anden faktor blev

bliver kun signifikant ved meget store temperaturændringer.

Brydningsindeksets temperaturkoefficient er proportional med densitetens temperaturkoefficient. Da alle væsker udvider sig, når de opvarmes, falder deres brydningsindeks, når temperaturen stiger. Temperaturkoefficienten afhænger af væskens temperatur, men i små temperaturintervaller kan den betragtes som konstant. Af denne grund har de fleste refraktometre ikke temperaturkontrol, dog giver nogle designs

vandtemperaturkontrol.

Lineær ekstrapolering af brydningsindekset med temperaturændringer er acceptabel for små temperaturforskelle (10 - 20°C).

Den nøjagtige bestemmelse af brydningsindekset i brede temperaturområder udføres i henhold til empiriske formler:

nt=n0+ved+bt2+…

Til opløsningsrefraktometri over brede koncentrationsområder

bruge tabeller eller empiriske formler. Display afhængighed-

brydningsindeks for vandige opløsninger af visse stoffer ved koncentration

er tæt på lineær og gør det muligt at bestemme koncentrationerne af disse stoffer i

vand i en lang række koncentrationer (figur 4) ved brug af brydning

tometer.

Figur 4 - Brydningsindeks for nogle vandige opløsninger

Normalt bestemmes n flydende og faste legemer af refraktometre med præcision

op til 0,0001. De mest almindelige er Abbe refraktometre (Figur 5) med prismeblokke og dispersionskompensatorer, som gør det muligt at bestemme nD i "hvidt" lys på en skala eller digital indikator.

Figur 5 - Abbe refraktometer (IRF-454; IRF-22)

Brydningsindeks

Brydningsindeks stoffer - en værdi svarende til forholdet mellem lysets fasehastigheder (elektromagnetiske bølger) i vakuum og i et givet medium. Også brydningsindekset bliver nogle gange talt om for alle andre bølger, for eksempel lyd, selvom i tilfælde som sidstnævnte, skal definitionen selvfølgelig på en eller anden måde ændres.

Brydningsindekset afhænger af stoffets egenskaber og strålingens bølgelængde, for nogle stoffer ændres brydningsindekset ret kraftigt, når frekvensen af ​​elektromagnetiske bølger skifter fra lave frekvenser til optiske og videre, og kan også ændre sig endnu kraftigere i visse områder af frekvensskalaen. Standarden er normalt det optiske område eller det område, der bestemmes af konteksten.

Links

• RefractiveIndex.INFO brydningsindeksdatabase

Wikimedia Foundation. 2010 .

Se, hvad "Refraktionsindeks" er i andre ordbøger:

I forhold til to medier n21, dimensionsløst forhold mellem optiske strålingsudbredelseshastigheder (c veta a) i det første (c1) og andet (c2) medium: n21=c1/c2. Samtidig henviser. P. p. er forholdet mellem sinus af g og fald af j og ved g l ... ... Fysisk encyklopædi

Se brydningsindeks...

Se brydningsindeks. * * * BRYDNINGSINDEKS BRYDNINGSINDEKS, se Brydningsindeks (se BRYDNINGSINDEKS) … encyklopædisk ordbog- BRYDNINGSINDEKS, en værdi, der karakteriserer mediet og lig med forholdet mellem lysets hastighed i vakuum og lysets hastighed i mediet (absolut brydningsindeks). Brydningsindekset n afhænger af den dielektriske e og den magnetiske permeabilitet m ... ... Illustreret encyklopædisk ordbog

- (se REFRAKTIVINDIKATOR). Fysisk encyklopædisk ordbog. Moskva: Sovjetisk Encyklopædi. Chefredaktør A. M. Prokhorov. 1983... Fysisk encyklopædi

Se brydningsindeks... Stor sovjetisk encyklopædi

Forholdet mellem lysets hastighed i vakuum og lysets hastighed i et medium (absolut brydningsindeks). Det relative brydningsindeks for 2 medier er forholdet mellem lyshastigheden i mediet, hvorfra lyset falder på grænsefladen, og lysets hastighed i den anden ... ... Stor encyklopædisk ordbog

Lysbrydning- et fænomen, hvor en lysstråle, der passerer fra et medium til et andet, ændrer retning ved grænsen af ​​disse medier.

Lysets brydning sker i henhold til følgende lov:
De indfaldende og brudte stråler og vinkelret trukket til grænsefladen mellem to medier ved indfaldspunktet for strålen ligger i samme plan. Forholdet mellem sinus for indfaldsvinklen og sinus for brydningsvinklen er en konstant værdi for to medier:
,
hvor α - indfaldsvinkel,
β - brydningsvinkel
n - en konstant værdi uafhængig af indfaldsvinklen.

Når indfaldsvinklen ændres, ændres brydningsvinklen også. Jo større indfaldsvinklen er, jo større er brydningsvinklen.
Hvis lys går fra et optisk mindre tæt medium til et tættere medium, så er brydningsvinklen altid mindre end indfaldsvinklen: β < α.
En lysstråle rettet vinkelret på grænsefladen mellem to medier passerer fra et medium til et andet uden at gå i stykker.

et stofs absolutte brydningsindeks- en værdi lig med forholdet mellem lysets fasehastigheder (elektromagnetiske bølger) i vakuum og i et givet medium n=c/v
Værdien n inkluderet i brydningsloven kaldes det relative brydningsindeks for et par medier.

Værdien n er det relative brydningsindeks for medium B i forhold til medium A, og n" = 1/n er det relative brydningsindeks for medium A i forhold til medium B.
Denne værdi, ceteris paribus, er større end én, når strålen går fra et tættere medium til et mindre tæt medium, og mindre end én, når strålen går fra et mindre tæt medium til et tættere medium (f.eks. fra en gas eller fra vakuum til en væske eller et fast stof). Der er undtagelser fra denne regel, og derfor er det sædvanligt at kalde et medium optisk mere eller mindre tæt end et andet.
En stråle, der falder fra et luftløst rum på overfladen af ​​et medium B, brydes stærkere, end når den falder på det fra et andet medium A; Brydningsindekset for en stråle, der falder ind på et medium fra luftløst rum, kaldes dets absolutte brydningsindeks.

(Absolut - i forhold til vakuum.
Relativ - i forhold til ethvert andet stof (f.eks. den samme luft).
Det relative indeks for to stoffer er forholdet mellem deres absolutte indeks.)

Total intern refleksion- intern refleksion, forudsat at indfaldsvinklen overstiger en vis kritisk vinkel. I dette tilfælde reflekteres den indfaldende bølge fuldstændigt, og værdien af ​​refleksionskoefficienten overstiger dens højeste værdier for polerede overflader. Refleksionskoefficienten for total intern refleksion afhænger ikke af bølgelængden.

I optik observeres dette fænomen for et bredt spektrum af elektromagnetisk stråling, herunder røntgenområdet.

I geometrisk optik er fænomenet forklaret ud fra Snells lov. I betragtning af, at brydningsvinklen ikke kan overstige 90°, opnår vi, at ved en indfaldsvinkel, hvis sinus er større end forholdet mellem det lavere brydningsindeks og det større indeks, skal den elektromagnetiske bølge reflekteres fuldstændigt ind i det første medium.

I overensstemmelse med fænomenets bølgeteori trænger den elektromagnetiske bølge ikke desto mindre ind i det andet medium - den såkaldte "ikke-ensartede bølge" forplanter sig der, som henfalder eksponentielt og ikke fører energi med sig. Den karakteristiske penetrationsdybde af en inhomogen bølge i det andet medium er af størrelsesordenen af ​​bølgelængden.

Love for lysets brydning.

Ud fra alt det, der er blevet sagt, konkluderer vi:
1 . Ved grænsefladen mellem to medier med forskellig optisk tæthed ændrer en lysstråle sin retning, når den passerer fra et medium til et andet.
2. Når en lysstråle passerer ind i et medium med en højere optisk tæthed, er brydningsvinklen mindre end indfaldsvinklen; når en lysstråle går fra et optisk tættere medium til et mindre tæt medium, er brydningsvinklen større end indfaldsvinklen.
Lysets brydning er ledsaget af refleksion, og med en stigning i indfaldsvinklen øges lysstyrken af ​​den reflekterede stråle, mens den brydte svækkes. Dette kan ses ved at udføre forsøget vist på figuren. Følgelig fører den reflekterede stråle med sig jo mere lysenergi, jo større indfaldsvinklen er.

Lad ske MN- grænsefladen mellem to gennemsigtige medier, for eksempel luft og vand, JSC- faldende stråle OV- brudt stråle, - indfaldsvinkel, - brydningsvinkel, - lysets udbredelseshastighed i det første medium, - lysets udbredelseshastighed i det andet medium.