معامل الانكسار

للضوء المرئي معظم المواد ذات الشفافية لديها معاملات انكسار مابين 1 إلى 2. بعض الأمثلة موجودة في الجدول. هذه القيم تم حسابها عند طول موجي بمقدار 589 نانومتر, الغازات عند الضغط الجوي القياسي لديها معامل انكسار مقارب للواحد بسبب كثافتها المنخفضة، تقريباً جميع الجوامد والسوائل لديها معامل انكسار أكبر من 1.3 ويستثنى من ذلك الهلام الهوائي. الهلام الهوائي هو من الجوامد وله كثافة منخفضة جدا ومعامل انكسارها مابين 1.002 إلى 1.265. الألماس من أعلى المواد في قيمة معامل الانكسار، قيمة معامل انكسار الألماس هو 2.42. أعظم المواد البلاستيكية لديها معاملات انكسار مابين 1.3 إلى 1.7, ولكن بعض المبلمرات ذات معامل الانكسار الكبير تصل قيمة معامل انكسارها إلى 1.76. للأشعة تحت الحمراء, معاملات الانكسار تعتبر عالية. الجرمانيوم يعتبر شفاف في هذا المجال ولدية معامل انكسار حوالي 4 مما يجعله مادة مهمة للبصريات تحت الحمراء.

من المفاهيم الخاطئة المنتشرة أنه باعتبار نظرية النسبية فإنه لا يمكن لأي شيء أن يسير بسرعة أعلى من سرعة الضوء في الفراغ مما يعني أن معامل الانكسار لا يمكن أن يكون أقل من 1 وهذا خطأ لأن معامل الانكسار يقيس سرعة الطور للضوء والتي لا تحمل طاقة أو معلومات وهذان الأمران هما اللذان يعيقان سرعة الانتشار. سرعة الطور هي السرعة التي تتحرك فيها قمم الموجات والتي يمكن أن تكون أسرع من الضوء في الفراغ، وبالتالي تعطينا معامل انكسار أقل من 1. هذا يمكن أن يحدث عند قيمة مقاربة لترددات الرنين. في أنظمة الأشعة السينية معاملات الانكسار أقل من الواحد بقليل جدا. على سبيل المثال، الماء لديه معامل انكسار يساوي الواحد مطروحاً منه 2.6×10⁻⁷ للأشعة السينية عند طاقة الفوتون التي تساوي 30 ألف إلكترون فولت.

الأبحاث الحديثة أثبتت وجود مواد ذات معامل انكسار سالب والتي يمكن أن تحصل إذا كانت السماحية والنفاذية لديها قيم سالبة بالتزامن. هذا يمكن أن يتحقق بمواد خارقة شكلت بشكل دوري( متكرر).

معامل الانكسار n هو معامل يبين مدى تاثر المادة بالامواج الكهرومغناطيسية. يتكون معامل الانكسار من جزئين حقيقي وخيالي. زيادة معامل الانكسار يؤدي إلى نقصان سرعة الضوء c في الوسط.

معامل الانكسار يعتمد على طول الموجة، ويمكن مشاهدة ذلك في المنشور الزجاجي.

سرعة الموجة في الوسط = سرعة الضوء\ معامل انكسار الوسط

رياضيا تعطى قيمة معامل الانكسار بالعلاقة:

${\displaystyle n={\sqrt {\epsilon _{r}\mu _{r}}}=c/v_{p}}$

حيث:

n معامل انكسار الضوء في المادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,

ε_r معامل السماحية النسبي للمادة أكبر من الواحد لغير الفراغ,

μ_r معامل النفاذية النسبي أكبر من الواحد لغير الفراغ.

v_p سرعة الضوء في المادة

• ظاهرة كير
• ظاهرة بوكل

• بوابة الفيزياء
• بوابة بصريات
• بوابة تقانة
• بوابة تقنية النانو
• بوابة خيال علمي
• بوابة علم الأحجار الكريمة والمجوهرات
• بوابة علم المواد
• بوابة علوم
• بوابة غوص