8B ÍNDICE DE REFRACCIÓN
La velocidad de la luz dentro de una sustancia material generalmente es menor que la
velocidad en el espacio libre, donde es de 3 X 108m/s. En el agua, la velocidad de la luz es
casi de 2.25 X 108 m/s, la cual es casi equivalente a las tres cuartas partes de su velocidad
en el aire. La luz viaja aproximadamente a dos tercios de esa velocidad en el vidrio, o sea a
unos 2 X 108 m/s.
La relación de la velocidad de la luz c en el vacío entre la velocidad v de la luz en un medio particular se llama índice de refracción n para ese material.
El índice de refracción n de un material particular es la razón de la velocidad de la luz en
el espacio libre con respecto a la velocidad de la luz a través del material.
El índice de refracción es una cantidad adimensional y generalmente es mayor que la
unidad. Para el agua, n= 1.33, y para el vidrio, n= 1.5.
Se define el índice de refracción como
la velocidad
de la luz en el vacío, dividido por la velocidad de la luz en el
medio.
Abajo se dan los índices de refracción de algunas
sustancias comunes. Una descripción mas completa de los índices se dá para los vidrios
ópticos. Los valores dados son aproximados y no tienen en cuenta las dispersión,
que son las pequeñas variaciones del índice con la longitud de onda de la luz.
Material
|
n
|
Material
|
n
|
Vacuum
|
1.000
|
Ethyl alcohol
|
1.362
|
Air
|
1.000277
|
Glycerine
|
1.473
|
Water
|
4/3
|
Ice
|
1.31
|
Carbon disulfide
|
1.63
|
Polystyrene
|
1.59
|
Methylene iodide
|
1.74
|
Crown glass
|
1.50-1.62
|
Diamond
|
2.417
|
Flint glass
|
1.57-1.75
|
Un medio isótropo es aquél para el cual
existe un único índice de refracción, es decir, que el índice de refracción es
el mismo independientemente de la dirección en que la luz lo cruce atravesado. Un
medio con más de un índice de refracción permite el paso de la luz según unas
direcciones determinadas, recibiendo el nombre de medio anisótropo. Los índices
de refracción se utilizan en la determinación del relieve de los minerales
cuando se analizan en un microscopio de polarización. Cuanto mayor sea la
diferencia entre los índices de refracción de un cristal y del medio en el que
se encuentra, mayor será el relieve de dicho mineral..
Ecuación de Lorents-Lorents
Ecuación de Eryckman
Ecuación de Newton
Ecuación de Glastone - Dale
Ecuación de Edwars
Donde:
n = Índice de refracción
M = Peso molecular
d = Densidad
Refracción
inusual
La investigación reciente también
ha demostrado la existencia de índice de refracción negativo, lo que puede
ocurrir si las partes reales tanto de permitividad Eeff como Meff pueden tener permeabilidad con valores
negativos. No se espera que esto ocurra naturalmente con luz visible con algún
material, aunque puede lograrse con metamateriales; materiales creados en
laboratorio para dicho propósito. El índice de refracción negativa ofrece la
posibilidad de superlentes, dispositivo de invisibilidad y otros fenómenos
exóticos.
Por otra parte, el índice de refracción, en algunos materiales,
depende de la frecuencia del rayo incidente. Por esta misma razón, y en ciertos
materiales, podemos obtener un índice de refracción negativo no estándar. Por otro lado, como
ya se dijo, existen metamateriales que permiten esta propiedad en
condiciones estándar o con la luz visible.
REFERENCIAS
http://www.itlalaguna.edu.mx/academico/carreras/electronica/opteca/OPTOPDF1_archivos/UNIDAD1TEMA5.PDF
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