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空气与水折射率

空气与水折射率

折射率,光在true 空中的传播速度与光在这种介质中的传播速度之比。材料的折射率越高,折射入射光的能力越强。折射率越高,镜片越薄,即镜片中心厚度相同,度数相同,材质相同。高折射率的镜片边缘比低折射率的薄。折射率与介质的电磁特性密切相关。根据经典电磁理论,εr和μr分别是介质的相对介电常数和相对磁导率。折射率还与频率有关,这就是所谓的色散现象。当光从相对较轻的致密介质向相对较轻的稀疏介质发射,且入射角大于临界角时,可以发生全反射。

影响因素

当两种介质进行比较时,折射率较高的称为光学致密介质,折射率较低的称为光学稀疏介质。折射率与介质的电磁特性密切相关。根据经典电动力学,和分别是介质的相对介电常数和相对磁导率。折射率还与波长有关,这就是所谓的色散现象。手册中提供的折光率数据是针对特定波长的(通常针对波长为5893的钠黄光)。气体的折射率还与温度和压力有关。对于各种频率的光,空气体的折射率非常接近1。比如空气体在20℃和760mmHg下的折射率为1.0027。在工程光学中,常常把空气体的折射率当作1,而其他介质的折射率是空气体的相对折射率。

意义

它是折射率材料的一种物理性质。它是食品生产中常用的工艺控制指标。通过测量液体食物的折射率,可以鉴别食物的成分,确定食物的浓度,判断食物的纯度和质量。蔗糖溶液的折光率随着浓度的增加而增加。通过测定折光率,可以测定饮料、糖水罐头等食品的糖液浓度和糖度,也可以测定以糖为主要成分的果汁、蜂蜜等食品中可溶性固形物的含量。

负折射率

负折射率问题(介电常数和磁导率都为负)是近年来非常活跃的研究领域。电磁波在负折射率材料中传播时,电场E、磁场B和波矢K形成左手螺旋关系,所以负折射率材料也叫左手材料。1968年,维斯拉格首次从理论上构想了左手材料。Pendry在1996年和1999年指出,细金属丝和开槽谐振环阵列可以用来同时构建介电常数ε和磁导率μ为负的人工介质。2001年,Smith等人利用Pendry的方法构造了一种具有负介电常数和磁导率的人工介质,并通过实验首次观测到微波电磁波通过这种人工介质与空气体的界面时的负折射现象。虽然早期对史密斯等人的实验有很多争论,但2003年以来更细致的实验证实了负折射现象。

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