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视觉技术

折射率

文章来源:石鑫华视觉网时间:2022-07-18 10:24:52 点击:325

折射率

某种的介质的折射率亦等于光在真空中的速度 c 跟光在介质中的相速度 v 之比:

image.png

比如水的折射率是1.33,表示光在真空中的传播速度是在水中传播速度的1.33倍。

历史上,折射率最早出现在折射定律中, n1sinθ1= n2sinθ2, 其中, θ1 and θ2 分别是光在介质界面上的入射角和折射角,两种介质的折射率分别是n1 and n2. 

水波的相对折射率

水波的相对折射率为水波由A水区进入不同深度的B水区时,水波入射角i和折射角r的正弦的比值,称为“A水区进入B水区的相对折射率image.png”或B“水区对A水区的相对折射率image.png”。

image.png 

斯涅尔定律的特殊情况

光从真空进入某种介质发生折射时,入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比等于这种介质的折射率n。

image.png 

介质的折射率

一些物质的折射率

物质

λ   (nm)

折射率(n)

参考

真空


1   (基准)


空气(标准大气压 0°C)


1.000277


气体(标准大气压 0°C)

空气

589.29

1.000293

[1]

氦气

589.29

1.000036

[1]

氢气

589.29

1.000132

[1]

二氧化碳

589.29

1.00045

[2]

[3] [4]

液体(20°C)

589.29

1.501

[1]

二硫化碳

589.29

1.628

[1]

四氯化碳

589.29

1.461

[1]

酒精(乙醇)

589.29

1.361

[1]

硅油


1.52045

[5]

589.29

1.3330

[1]

三硫化二砷 sulfur in methylene iodide


1.9

[6]

固体(室温)

二氧化钛 (金红石)

589.29

2.496

[7]

金刚石=[钻石]

589.29

2.417

[1]

钛酸锶

589.29

2.41


琥珀

589.29

1.55

[1]

石英

589.29

1.458

[1]

氯化钠

589.29

1.50

[1]

其他物质


1.31


人眼角膜


1.3375


人眼晶体


1.386   - 1.406


丙酮


1.36


乙醇


1.36


甘油


1.4729



1.661


特氟隆


1.35   - 1.38


Teflon   AF


1.315

[8]

Cytop


1.34

[9]

Sylgard   184


1.43


亚克力玻璃


1.490   - 1.492


聚碳酸酯


1.584   - 1.586


聚甲基丙烯酸甲酯


1.4893   - 1.4899


PETg


1.57


聚酯


1.5750


Crown   glass (pure)


1.50   - 1.54


Flint   glass (pure)


1.60   - 1.62


Crown   glass (impure)


1.485   - 1.755


Flint   glass (impure)


1.523   - 1.925


高硼硅


1.470

[10]

冰晶石


1.338


岩盐


1.516


蓝宝石


1.762–1.778


氧化锆


2.15   - 2.18


铌酸钾


2.28


钻石


2.417


碳硅石


2.65   - 2.69


朱砂 (硫化汞)


3.02


Gallium(III)   phosphide


3.5


Gallium(III)   arsenide


3.927


氧化锌

390

2.4


590

3.96

[11]


4.00


折射率是波长的函数

另外不透明的物体的折射率也是可以测量的,在图形学中,可以使用不同的折射率来渲染金属或者塑料这样的不同的反射效果。

参考资料

  1. ^ 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.10 1.11 Optics,      Fourth Edition. Pearson Higher Education. 18 March 2003. ISBN 9780321188786.

  2. ^ Introduction to Geometrical      and Physical Optics. McGraw-Hill Book Company, INC. 1953.

  3. ^ Handbook of Chemistry and      Physics. Chemical Rubber Publishing Co. 1957.

  4. ^ Introduction to Optics,      Third Edition. Pearson Prentice Hall. 2007.      221. ISBN 0-13-149933-5.

  5. ^ Silicon and Oil Refractive      Index Standards

  6. ^ Meyrowitz, R, A compilation      and classification of immersion media of high index of refraction,      American Mineralogist 40: 398 (1955)

  7. ^ RefractiveIndex.INFO -      Refractive index and related constants

  8. ^ Teflon      AF. [2010-10-14].

  9. ^ Cytop. [2010-10-14].

  10. ^ University of      Liverpool. Absolute Refractive Index. [2007-10-18].

  11. ^ Optical Properties of      Silicon. [2009-05-31].

  12. ^ Rudolf Kingslake, Lens      Design Fundamentals,p12, Academic Press 1978

  13. ^ A.E.Conrady Applied Optics      and Optical Design, part II,p659, Dover

  14. ^ Rudolf Kingslake, Lens      Design Fundamentals,p14, Academic Press 1978

  15. ^ Rudolf Kingslake, Lens      Design Fundamentals,p14, Academic Press 1978

  16. ^ Milton Laikin Lens Design p9      2006 CRC Press 978-0849382789

 


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