
【机】 specific refraction
compare; compete; ratio; than
【医】 proportion; ratio
【经】 Benelux; benelux customs union; benelux economic union
【化】 index of refraction; refractive index; specific refractive power
比折射率(Specific Refractive Index)是光学领域中描述介质光学特性的重要参数,其定义为光在真空中的传播速度(c)与在介质中传播速度(v)的比值,数学表达式为: $$ n = frac{c}{v} $$ 该参数无量纲,物理意义反映了介质对光的减速能力。
在材料科学中,比折射率常用于表征不同介质的折光性能差异。例如,金刚石的比折射率为2.42,而普通玻璃约为1.5,这种差异直接影响了材料在透镜设计中的应用效果。根据《现代光学手册》(Springer, 2021版)的记载,比折射率与材料密度存在近似线性关系,即Gladstone-Dale公式:$n-1 = kρ$,其中k为物质特性常数。
值得关注的是,国际纯粹与应用物理学联合会(IUPAP)在《物理学术语标准》中强调,比折射率的测量需在标准温度(20℃)和特定波长(钠D线589.3nm)下进行,以确保数据可比性。中国计量科学研究院的最新研究显示,采用激光干涉法可将比折射率测量精度提升至10⁻⁶量级。
“比折射率”通常指相对折射率,即两种不同介质之间折射率的比值,用于描述光从一种介质进入另一种介质时的折射能力变化。以下是详细解释:
相对折射率
光从介质1射入介质2时,两者的折射率之比称为介质2对介质1的“相对折射率”,记为$n{21}$。公式为:
$$
n{21} = frac{n_2}{n_1} = frac{sin theta_1}{sin theta_2} = frac{v_1}{v_2}
$$
其中:
绝对折射率
绝对折射率是介质对真空的折射率,记为$n$,公式为:
$$
n = frac{c}{v}
$$
其中$c$为真空中的光速,$v$为介质中的光速。
物理意义
波长与折射率关系
同一介质对不同波长的光折射率不同,表现为色散现象。例如:
镜片设计
镜片折射率(如1.56、1.67)指绝对折射率。折射率越高,镜片越薄,适合高度近视者。
材料分析
通过测量物质的折射率可判断其成分。例如,烷烃折射率低,芳香烃高,环数越多折射率越高。
“比折射率”即相对折射率,是两种介质折射能力的比较,由两者的绝对折射率比值或光速比值决定。它不仅是光学理论的基础参数,也在材料科学、眼镜制造等领域有重要应用。
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