1。スネルの法則:
* 適用可能: ある媒体から別の媒体に通過する光。
* 式: n₁ * sin(θ₁)=n₂ * sin(θ₂)
*n₁およびn₂は、それぞれ最初の媒体と2番目の媒体の屈折指数です。
*θ₁およびθ₂は、それぞれ発生率と屈折の角度です。
* 手順:
1.既知の角度(θ₁)で物質の表面に光ビームを照らします。
2.長期または他の適切なツールを使用して、屈折角(θ₂)を測定します。
3.最初の媒体(n₁)の屈折率がわかっている場合は、上記の式を使用して物質のインデックス(n₂)を計算できます。
2。 Cauchyの方程式:
* 適用可能: 可視光スペクトル内の透明な材料。
* 式: n =a +(b/λ²) +(c/λ⁴) + ...
* A、B、Cは、材料に固有の定数です。
*λは光の波長です。
* 手順:
1.屈折計またはその他の適切な機器を使用して、異なる波長で物質の屈折率を測定します。
2.データポイントをCauchyの方程式に適合させて、定数A、B、およびCを決定します。
3.この方程式を使用して、他の波長で屈折率を計算できます。
3。 Lorentz-Lorenz方程式:
* 適用可能: 材料の分子特性に基づいて屈折率を計算します。
* 式: (n² -1)/(n² + 2)=(4π/3) * n *α
* nは分子の数密度です。
*αは分子の偏光です。
* 手順:
1.物質の分子の数密度(n)を決定します。
2.理論モデルまたは実験データを使用して、分子の分極率(α)を計算します。
3.これらの値をLorentz-Lorenz方程式に置き換えて、屈折率(N)を取得します。
4。フレネル方程式:
* 適用可能: 2つのメディア間の界面での光の反射係数と透過係数に基づいて、屈折率を計算します。
* 式: 反射と透過係数、入射角、屈折率を含む複雑な数学方程式。
* 手順:
1.発生率の異なる角度で光の反射係数と透過係数を測定します。
2。測定データを使用してフレネル方程式を解き、物質の屈折率を決定します。
5。計算方法:
* 適用可能: 分析方法が困難なより複雑な材料と状況。
* 手順:
1.電磁理論と材料特性に基づいた計算モデルを使用して、光と物質の相互作用をシミュレートします。
2。モデルは、シミュレートされた光学応答に基づいて屈折率を予測できます。
適切な方法の選択:
屈折率を決定するための最良の方法は、特定の物質、利用可能な機器、および望ましい精度に依存します。 Snellの法則は簡単な測定には簡単ですが、Cauchyの方程式は可視光に役立ちます。ロレンツ・ロレンツとフレネルの方程式は、材料を特徴付けるためのより洗練されたアプローチを提供します。計算方法は、複雑なシステムに特に役立ちます。
注: これらの方法は通常、可視スペクトル内の光の屈折率を計算するために使用されます。ただし、赤外線や紫外線など、他の電磁放射にも同様のアプローチを適用できます。