indeks loma

indeks loma (znak n), bezdimenzijska fizikalna veličina koja opisuje međudjelovanje svjetlosti i optičkoga sredstva (optički prozirne tvari), a definira se kao omjer brzine svjetlosti u vakuumu c i brzine svjetlosti u tvari v, dakle: n = c/v. Zbog promjene brzine svjetlosti pravac njezina širenja mijenja se pri prelasku iz jednoga optičkoga sredstva u drugo. Što je indeks loma veći, veći je kut promjene pravca, odnosno veći je lom svjetlosti. Indeks loma ovisi o kemijskom sastavu, strukturi i gustoći optičkoga sredstva kroz koje se svjetlost širi. Mjerna jedinica indeksa loma je broj jedan.

Indeks loma može se s pomoću Snelliusova zakona odrediti iz geometrijskih odnosa kutova zraka svjetlosti prema površini optičkoga sredstva u kojem dolazi do loma:

n₂/n₁ = sin α/sin β,

gdje je α upadni kut prema okomici na površinu optičkoga sredstva, β kut loma, n₁ indeks loma optičkoga sredstva iz kojega svjetlost dolazi, a n₂ indeks loma optičkoga sredstva u koje svjetlost ulazi. Često se rabi relativni indeks loma, koji je jednak omjeru indeksa loma dvaju sredstava: n_r = n₂₁ = n₂/n₁.

Svjetlost se u nekoj tvari širi brzinom v = c/(ε_rμ_r)^1/2, gdje je ε_r relativna dielektrična permitivnost tvari, a μ_r relativna magnetska permeabilnost. Kako za relativnu magnetsku permeabilnost u optičkom sredstvu vrijedi μ_r ≈ 1, proizlazi da indeks loma ovisi samo o relativnoj dielektričnoj permitivnosti n = (ε_r)^1/2. Međutim, za mnoge tvari dolazi do odstupanja od toga izraza, zbog postojanja električnih dipola u dielektricima i ovisnosti relativne dielektrične permitivnosti o frekvenciji svjetlosti.

Indeks loma najmanji je za crvenu svjetlost, a povećava se za narančastu, žutu, zelenu, plavu svjetlost i najveći je za ljubičastu. Disperzija svjetlosti nastala zbog ovisnosti indeksa loma o valnoj duljini svjetlosti opisuje se s pomoću Abbeova broja.

Indeksi loma pojedinih tvari za valnu duljinu svjetlosti od 598 nm