Показатель преломления: таблица значений

Что такое показатель преломления?

Показатель преломления, или Коэффициент преломления, — отвлеченное число, характеризующее преломляющую силу прозрачной среды.

Показатель преломления обозначается латинской буквой π и определяется как отношение синуса угла падения к синусу угла преломления луча, входящего из пустоты в данную прозрачную среду:

n = sin α/sin β = const

или как отношение скорости света в пустоте к скорости света в данной прозрачной среде: n = c/νλ из пустоты в данную прозрачную среду.

Показатель преломления считается мерой оптической плотности среды

Определенный таким образом показатель преломления называется абсолютным показателем преломления, в отличие от относительного т. е. показывает, во сколько раз замедляется скорость распространения света при переходе его показателя преломления, который определяется отношением синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе луча из среды одной плотности в среду другой плотности.

Относительный показатель преломления равен отношению абсолютных показателей преломления:

n = n2/n1,

где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления первой и второй среды.

Абсолютный показатель преломления всех тел — твердых, жидких и газообразных — больше единицы и колеблется от 1 до 2, превосходя значение 2 только в редких случаях.

Показатель преломления зависит как от свойств среды, так и от длины волны света и увеличивается с уменьшением длины волны.

Поэтому к букве п приписывают индекс, указывающий, к какой длине волны относится показатель.

Например, для стекла ТФ-1 показатель преломления в красной части спектра составляет nC=1,64210, а в фиолетовой nG’ =1,67298.

Показатели преломления некоторых прозрачных тел

  • Воздух — 1 ,000292
  • Вода — 1,334
  • Эфир — 1 ,358
  • Спирт этиловый — 1,363
  • Глицерин — 1, 473
  • Органическое стекло (плексиглас) — 1 , 49
  • Бензол — 1,503
  • (Стекло крон — 1,5163
  • Пихтовый (канадский), бальзам 1,54
  • Стекло тяжелый крон — 1 , 61 26
  • Стекло флинт — 1,6164
  • Сероуглерод — 1,629
  • Стекло тяжелый флинт — 1 , 64 75
  • Монобромнафталин — 1,66
  • Стекло самый тяжелый флинт — 1 ,92
  • Алмаз — 2,42

Неодинаковость показателя преломления для разных участков спектра является причиной хроматизма, т, е. разложения белого света, при прохождении его через преломляющие детали — линзы, призмы и т. д.

Показатель преломления света: таблица

(таблица преломления света в различных средах)

Вещество Показатель преломления относительно воздуха, n
Воздух 1,0
Пары ртути 1,001
Лед 1,31
Вода (при 20 °С) 1,333
Эфир 1,35
Ацетон 1,36
Спирт 1,36
Серная кислота 1,43
Подсолнечное масло 1,47
Глицерин 1,47
Скипидар 1,47
Касторовое масло 1,48
Бензол 1,5
Органическое стекло 1,5
Кедровое масло (при 20 °С) 1,52
Каменная соль 1,54
Кварц 1,54
Сахар 1,56
Слюда 1,58
Сероуглерод (при 20 °С) 1,63
Рубин 1,76
Алмаз 2,417
Различные сорта стекла 1,47-2,04

Обратимся к более подробному рассмотрению показателя преломления, введенного нами при формулировке закона преломления.

Показатель преломления зависит от оптических свойств и той среды, из которой луч падает, и той среды, в которую он проникает.

Показатель преломления, полученный в том случае, когда свет из вакуума падает на какую-либо среду, называется абсолютным показателем преломления данной среды.

Пусть абсолютный показатель преломления первой среды есть  а второй среды.

Рассматривая преломление на границе первой и второй сред, убедимся, что показатель преломления при переходе из первой среды во вторую, так называемый относительный показатель преломления, равен отношению абсолютных показателей преломления второй и первой сред

Наоборот, при переходе из второй среды в первую имеем относительный показатель преломления

Установленная связь между относительным показателем преломления двух сред и их абсолютными показателями преломления могла бы быть выведена и теоретическим путем, без новых опытов, подобно тому, как это можно сделать для закона  обратимости.

Среда, обладающая большим показателем преломления, называется оптически более плотной. Обычно измеряется показатель преломления различных сред относительно воздуха. Абсолютный показатель преломления воздуха равен.

Таким образом, абсолютный показатель преломления какой-либо среды  связан с ее показателем преломления относительно воздуха  формулой

В табл. содержатся относительные показатели преломления, найденные для ряда случаев преломления света на  границе  воздуха  и  соответствующей среды.

Показатель преломления веществ относительно воздуха: таблица

Жидкости Твердые вещества
Вещество Вещество
Вода 1,333 Сахар 1,56
Спирт этиловый 1,362 Алмаз 2,417
Сероуглерод 1,632 Рубин 1,76
Глицерин 1,47 Стекло (легкий крон) 1,57
Жидкий водород 1,12 Стекло (тяжелый флинт) 1,80
Жидкий гелий 1,028 Лед 1,31

Показатель преломления зависит от длины волны света, т. е. от его цвета. Различным цветам соответствуют различные показатели преломления.

Это явление, называемое дисперсией, играет важную роль в оптике. Мы неоднократно будем иметь дело с этим явлением в последующих главах.

Данные, приведенные в таблице относятся к желтому свету.

Показатели преломления жидкостей при 20 °C: таблица

Вещество nD20 (-dnD/dt)x10-4
Аллиловый спирт 1,4125 * 4,1
Анилин 1,5861 5,2
Ацетон 1 3591 4,9
Ацетонитрил 1,3442 4,6
Ацетофенон 1,5340 4,6
Бензиловый спирт 1,5405 4,0
Бензол 1,5011 6,35
Бромбензол 1,5601 4,9
1-Бутанол 1,3993 3,9
2-Бутанол 1,3958 3,9
Вода 1,3330 0,8
Гексан 1,3751 5,4
Гептан 1,3876 5,06
Глицерин 1,4744 2,2
1,4-Диоксан 1,4224 4,3
Диэтиловый эфир 1,3526 5,6
м-Ксилол 1,4972 5,24
о-Ксилол 1,5054 5,13
п-Ксилол 1,4958 5,28
Метанол 1,3288 3,9
Метил ацетат 1,3593
Метилформиат 1,3420 4,3
Муравьиная кислота 1,3714 3,8
Нитробензол 1,5524 4,6
Нитрометан 1,3819 4,2
Октан 1,3977 * 4,8
Пентан 1,3577* 5,78
Пиридин 1,5095 5,5
1-Пропанол 1,3854 3,8
2-Пропанол 1,3776 3,9
Пропионовая кислота 1,3869 * 3,8
Сероуглерод 1,6277 7,8
Тетрахлорметан 1,4603 5,5
Тиофен 1,5289 6,33
Толуол 1 4969 5,67
Трихлорметан (хлороформ) 1,4456 5,0
Уксусная кислота 1,3718 3,9
Уксусный альдегид 1,3311 5,6
Уксусный ангидрид 1,3902 * 4,0
Фенилгидразин 1,6105 2,4
Фенилэтилен (стирол) 1,5468
Фенол 1,54 (45 °С)
Формамид 1,4472
Фтортрихлорметан (фреон-11) 1,5246 (18 °С)
Хлорбензол 1,5246 5,4
Циклогексан 1,4263 * 5,44
Этиленгликоль 1,4318 2,6
Этанол 1,3611 4,0
Этилацетат 1,3726 4,9
Этилформиат 1,3603 * 4,4

Коэффициент преломления стекла, жидкости, воды, газов, кристаллов и кварца

Коэффициенты преломления кристаллов: таблица

В справочной таблице даны значения коэффициента преломления некоторых кристаллов при 18° С для лучей видимой части спектра, длины волн которых отвечают определенным спектральным линиям.

Элементы, которым принадлежат эти линии, указываются; указаны также приближенные значения длин волн λ этих линий в единицах Ангстрема; более точные значения их длин волн даны в таблице яркие линии испускания.

λ (Å) Известковый шпат Плавиковый шпат Каменная соль Сильвин
обыкн. л. необыкн. л.
6708 (Li, кр. л.) 1,6537 1,4843 1,4323 1,5400 1,4866
6563 (Н, кр. л.) 1,6544 1,4846 1,4325 1,5407 1,4872
6438 (Cd, кр. л.) 1,6550 1,4847 1,4327 1,5412 1,4877
5893 (Na, ж. л.) 1,6584 1,4864 1,4339 1,5443 1,4904
5461 (Hg, з. л.) 1,6616 1,4879 1,4350 1,5475 1,4931
5086 (Cd, з. л.) 1,6653 1,4895 1,4362 1,5509 1,4961
4861 (Н, з. л.) 1,6678 1,4907 1,4371 1,5534 1,4983
4800 (Cd, с. л.) 1,6686 1,4911 1,4379 1,5541 1,4990
4047 (Hg, ф. л) 1,6813 1,4969 1,4415 1,5665 1,5097

Коэффициенты преломления оптических стекол: таблица

В таблице даны значения коэффициентов преломления линий С, D и F, длины волн которых приближенно равны: 0,6563 μ, 0,5893 μ и 0,4861 μ.

Оптические стекла Обозначение nС nD nF
Боросиликатный крон 516/641 1,5139 1,5163 1,5220
Крон 518/589 1,5155 1,5181 1,5243
Легкий флинт 548/459 1,5445 1,5480 1,5565
Баритовый крон 659/560 1,5658 1,5688 1,5759
» » 572/576 1,5697 1,5726 1,5796
Легкий флинт 575/413 1,5709 1,5749 1,5848
Баритовый легкий флинт 579/539 1,5763 1,5795 1,5871
Тяжелый крон 589/612 1,5862 1,5891 1,5959
» » 612/586 1,6095 1,6126 1,6200
Флинт 512/369 1,6081 1,6129 1,6247
» » 617/365 1,6120 1,6169 1,6290
» » 619/363 1,6150 1,6199 1,6321
» » 624/359 1,6192 1,6242 1,6366
Тяжелый баритовый флинт 626/391 1,6213 1,6259 1,6379
Тяжелый флинт 647/339 1,6421 1,6475 1,6612
» » 672/322 1,6666 1,6725 1,6874
» » 755/275 1,7473 1,7550 1,7747

Коэффициенты преломления кварца в видимой части спектра: таблица

В справочной  таблице даны значения коэффициентов преломления лучей обыкновенного (n0) и необыкновенного (ne) для интервала спектра приближенно от 0,4 до 0,70 μ.

λ (μ) n0 ne Плавленый кварц
0,404656 1,557356 1,56671 1,46968
0,434047 1,553963 1,563405 1,46690
0,435834 1,553790 1,563225 1,46675
0,467815 1,551027 1,560368 1,46435
0,479991 1,550118 1,559428 1,46355
0,486133 1,549683 1,558979 1,46318
0,508582 1,548229 1,557475 1,46191
0,533852 1,546799 1,555996 1,46067
0,546072 1,546174 1,555350 1,46013
0,58929 1,544246 1,553355 1,45845
0,643874 1,542288 1,551332 1,45674
0,656278 1,541899 1,550929 1,45640
0,706520 1,540488 1,549472 1,45517

Коэффициенты преломления жидкостей: таблица

В таблице даны значения коэффициентов преломления n жидкостей для луча с длиной волны, приближенно равной 0,5893 μ (желтая линия натрия); температура жидкости, при которой производились измерения n, указывается.

Жидкость t (°С) n
Аллиловый спирт 20 1,41345
Амиловый спирт (Н.) 13 1,414
Анизол 22 1,5150
Анилин 20 1,5863
Ацетальдегид 20 1,3316
Ацетон 19,4 1,35886
Бензол 20 1,50112
Бромоформ 19 1,5980
Бутиловый спирт (н.) 20 1,39931
Глицерин 20 1,4730
Диацетил 18 1,39331
Ксилол (мета-) 20 1,49722
Ксилол (орто-) 20 1,50545
Ксилол (пара-) 20 1,49582
Метилен хлористый 24 1,4237
Метиловый спирт 14,5 1,33118
Муравьиная кислота 20 1,37137
Нитробензол 20 1,55291
Нитротолуол (Орто-) 20,4 1,54739
Паральдегид 20 1,40486
Пентан (норм.) 20 1,3575
Пентан (изо-) 20 1,3537
Пропиловый спирт (норм.) 20 1,38543
Сероуглерод 18 1,62950
Толуол 20 1,49693
Фурфурол 20 1,52608
Хлорбензол 20 1,52479
Хлороформ 18 1,44643
Хлорпикрин 23 1,46075
Четыреххлористый углерод 15 1,46305
Этил бромистый 20 1,42386
Этил йодистый 20 1,5168
Этилацетат 18 1,37216
Этилбензол 20 1.4959
Этилен бромистый 20 1,53789
Этиловый спирт 18,2 1,36242
Этиловый эфир 20 1,3538

В таблице ниже даны значения коэффициентов преломления n водных растворов сахара (при 20° С) в зависимости от концентрации с раствора (с показывает весовой процент сахара в растворе).

с (%) n с (%) n
0 1,3330 35 1,3902
2 1,3359 40 1,3997
4 1,3388 45 1,4096
6 1,3418 50 1,4200
8 1,3448 55 1,4307
10 1,3479 60 1,4418
15 1,3557 65 1,4532
20 1,3639 70 1,4651
25 1,3723 75 1,4774
30 1,3811 80 1,4901

Коэффициенты преломления воды: таблица

В таблице даны значения коэффициентов преломления n воды при температуре 20° С в интервале длин волн приближенно от 0,3 до 1 μ.

λ (μ) n λ (μ) n λ (c) n
0,3082 1,3567 0,4861 1,3371 0,6562 1,3311
0,3611 1,3474 0,5460 1,3345 0,7682 1,3289
0,4341 1,3403 0,5893 1,3330 1,028 1,3245

Коэффициенты преломления газов: таблица

В таблице даны значения коэффициентов преломления n газов при нормальных условиях для линии D, длина волны которой приближенно равна 0,5893 μ.

Газ n
Азот 1,000298
Аммиак 1,000379
Аргон 1,000281
Водород 1,000132
Воздух 1,000292
Гелин 1,000035
Кислород 1,000271
Неон 1,000067
Окись углерода 1,000334
Сернистый газ 1,000686
Сероводород 1,000641
Углекислота 1,000451
Хлор 1,000768
Этилен 1,000719
Водяной пар 1,000255

_______________

Источник информации: КРАТКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК/ Том 1, — М.: 1960.

cyber
Оцените автора
CyberLesson | Быстро освоить программирование Pascal и C++. Решение задач Pascal и C++
Добавить комментарий