indeks loma

indeks loma (znak n), bezdimenzionalna fizikalna veličina koja opisuje međudjelovanje svjetlosti i optički prozirne tvari (optičkoga sredstva), a definira se kao omjer brzine svjetlosti u vakuumu c i brzine svjetlosti u tvari v, n = c/v. Posljedica je promjene brzine svjetlosti promjena pravca njezina širenja pri prelasku iz jednoga optičkoga sredstva u drugo. Što je indeks loma veći, veća je promjena pravca, odnosno veći je lom svjetlosti a optičko sredstvo je gušće. 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 u vakuumu je jednak jedan, u optičkome sredstvu 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