媒体の性質は、光が入ったときの速度 (増加または減少) に影響します。媒体の光学密度は、電磁波の速度を表します。媒体の光学密度は、物質内の原子が吸収した電磁エネルギーを回復する傾向として定義されます。光の速度は、物質の密度の濃度に依存します。物質の光学密度が高いほど、光の速度は遅くなり、その逆も同様です。光学密度は、媒体の屈折率の測定値です。物理量は無次元です。
屈折率
屈折率は、光線が別の媒体に入るときにどれだけ曲がるかを測定する指標です。文字「n」は屈折率を表します。
「n」は派生変数です。
c と v の比率です。
ここで、c は特定の波長の空気中の光の速度/速度であり、v は媒体中の光の速度を表します。
表:物質媒体の絶対屈折率
素材の媒体 | 屈折率 | 素材の媒体 | 屈折率 |
航空 | 1.0003 | カナダバルサム | 1.53 |
アイス | 1.31 | 岩塩 | 1.54 |
水 | 1.33 | 二硫化炭素 | 1.63 |
灯油 | 1.44 | 高密度フリント ガラス | 1.65 |
溶融石英 | 1.46 | ルビー | 1.71 |
テレビン油 | 1.47 | サファイア | 1.77 |
ベンゼン | 1.50 | ダイヤモンド | 2.42 |
王冠ガラス | 1.52 |
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屈折率の寸法式
屈折率の次元式は次のように記述できます:
[M0L0I0T0]
どこで
M =質量
L =長さ
T =時間
屈折率の寸法式の導出
屈折率 =(真空中の光速) × 1/(媒質中の光速)
n =c/v
速度 =距離 × 1/(時間)
つまり、S =D x T
したがって、速度の次元式は次のように書くことができます
[M0L1T-1]
屈折率 =媒質中の光速に対する真空中の光速の比率。
したがって、
屈折率 =(真空中の光速) × 1 / (媒質中の光速)
[M0L1T-1] × 1 / [M0L1T-1]
したがって、
屈折率の r 次元表現は次のように記述できます
[M0L0I0T0],
注:無次元量です。
屈折率の測定
媒質の屈折率は屈折計で測定されます。屈折計には、アッベ屈折計を含め、さまざまな形状とサイズがあります。屈折計の背後にある理論は、光が異なる媒質に入ると屈折するというものです。未知の物質を通過する光線の屈折角を測定する装置です。
スネルの法則を適用することにより、未知のサンプルと直接接触する媒質の屈折率に関する知識とともに、この測定値を使用して、未知のサンプルの屈折率を決定します。
なぜ屈折率を計算する必要があるのですか?
屈折率はさまざまな用途に使用されますが、最も一般的には液体サンプルを区別するために使用されます。その結果、同じように融点が固体を特徴付けるために使用されるように、この物理量は液体を特徴付けるために利用されます。物質の屈折率を既知の文献値と比較することにより、この測定値を使用して物質を特定できます。さらに、物質の屈折率を純粋な化合物の屈折率と比較することにより、屈折率を使用して化学物質の純度を評価できます。
溶液の屈折率を標準曲線と比較することにより、屈折率を使用して溶液中の溶質の濃度を決定することもできます。最後に、材料の分極率は屈折率に影響します。物質の屈折率が高いほど、分極しやすくなります。その結果、物質の屈折率を知ることは、その双極子モーメントを計算するためにも必要です。
結論
媒体の品質 (材料の光学密度) は、光の進入速度を増減させて影響を与えます。材料の光学密度は、入射する媒体内の光の屈折率を決定します。屈折率は、真空中の光の速度と、それが入る他の媒体との比較です。異なる媒体 (空気、水、氷、ダイヤモンド、エチル アルコールなど) は、光学密度に基づいて異なる値の屈折率を示します。屈折率は SI 単位のない無次元量であり、(n) で表されます。