折射率

某种介质的折射率 n 等于光在真空中的速度 c 跟光在介质中的相速度 v 之比：（nv=c）

n={\frac {c}{v}}

比如水的折射率是1.33，表示光在真空中的传播速度是在水中传播速度的1.33倍。

历史上，折射率最早出现在折射定律(斯涅爾定律)中， $n_{1}\sin \theta _{1}=n_{2}\sin \theta _{2}$ 。其中， $\theta _{1}$ 与 $\theta _{2}$ 分别是光在介质界面上的入射角和折射角，两种介质的折射率分别是 $n_{1}$ 与 $n_{2}$ 。

水波的相對折射率

水波的相對折射率為水波由A水區進入不同深度的B水區時，水波入射角i和折射角r的正弦的比值，稱為「A水區進入B水區的相對折射率 $n_{AB}$ 」或「B水區對A水區的相對折射率 $n_{AB}$ 」。

$n_{AB}={\frac {\sin i}{\sin r}}$

斯涅尔定律的特殊情况

光从真空進入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比等于这种介质的折射率n。

${\frac {\sin i}{\sin r}}=n$

介質的折射率

**一些物質的折射率(可見光中)**
物質	波长λ/nm	折射率n	參考
真空		1 (基準)
空气（標準大氣壓0°C）		1.000277
氣體（標準大氣壓0°C）
空气	589.29	1.000293	^[1]
氦气	589.29	1.000036	^[1]
氢气	589.29	1.000132	^[1]
二氧化碳	589.29	1.00045	^[2] ^[3] ^[4]
液體（20°C）
苯	589.29	1.501	^[1]
二硫化碳	589.29	1.628	^[1]
四氯化碳	589.29	1.461	^[1]
酒精（乙醇）	589.29	1.361	^[1]
硅油		1.52045	^[5]
水	589.29	1.3330	^[1]
三硫化二砷和二碘甲烷中的硫		1.9	^[6]
固體（室溫）
二氧化钛（金红石）	589.29	2.496	^[7]
金刚石（鑽石）	589.29	2.417	^[1]
鈦酸鍶	589.29	2.41
琥珀	589.29	1.55	^[1]
石英	589.29	1.458	^[1]
氯化鈉	589.29	1.50	^[1]
其他物質
冰		1.31
人眼角膜		1.3375
人眼晶體		1.386 - 1.406
丙酮		1.36
乙醇		1.36
甘油		1.4729
溴		1.661
特氟隆		1.35 - 1.38
特氟隆AF		1.315	^[8]
Cytop		1.34	^[9]
Sylgard 184		1.43
亞克力玻璃		1.490 - 1.492
聚碳酸酯		1.584 - 1.586
聚甲基丙烯酸甲酯		1.4893 - 1.4899
PETg		1.57
聚酯		1.5750
冕牌玻璃（纯净）		1.50 - 1.54
燧石玻璃（纯净）		1.60 - 1.62
冕牌玻璃（掺杂）		1.485 - 1.755
燧石玻璃（掺杂）		1.523 - 1.925
高硼矽		1.470	^[10]
冰晶石		1.338
岩鹽		1.516
藍寶石		1.762–1.778
氧化鋯		2.15 - 2.18
鈮酸鉀		2.28
鑽石		2.417
碳矽石		2.65 - 2.69
硃砂（硫化汞）		3.02
磷化镓		3.5
砷化镓		3.927
氧化鋅	390	2.4
硅	590	3.96	^[11]
鍺		4.00

折射率是波长的函数

在相同介質中，不同的波长的光，因為行進速度不同，造成在折射過程中偏折角度不同，其折射率n（λ）也不同，这叫做光色散。折射率与波长或者频率的关系称为光的色散关系。常用的折射率有：

n_d是介质在夫朗和斐谱线d（氦黄线587.56纳米）的折射率。
n_F是介质在夫朗和斐谱线F（氢蓝线486.1纳米）的折射率。
n_C是介质在夫朗和斐谱线C（氢红线656.3纳米）的折射率。
n_e是介质在夫朗和斐谱线e（汞绿线546.07纳米）的折射率。

柯西公式

$n=A+{\frac {B}{\lambda ^{2}}}+{\frac {C}{\lambda ^{4}}}$ ^[12]

康拉迪公式

$n=A+{\frac {B}{\lambda }}+{\frac {C}{\lambda ^{3.5}}}$ ^[13]

Herzberger公式

$n=A+B*\lambda ^{2}+{\frac {C}{\lambda ^{2}-\delta ^{2}}}+{\frac {C}{(\lambda ^{2}-\delta ^{2})^{2}}}$ ^[14]

肖特玻璃厂公式

$n=A+{\frac {B}{\lambda }}+{\frac {C}{\lambda ^{2}}}+{\frac {D}{\lambda ^{4}}}+{\frac {E}{\lambda ^{6}}}+{\frac {F}{\lambda ^{8}}}$ ^[15]

Sellmeier公式

$N^{2}-1={\frac {A*\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-D}}+{\frac {B*\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-E}}+{\frac {C*\lambda ^{2}}{\lambda ^{2}-F}}$ ^[16]

不透明物体的折射率

另外不透明的物体的折射率也是可以测量的，在图形学中，可以使用不同的折射率来渲染金属或者塑料这样的不同的反射效果。

複數折射率

${\tilde {n}}=n+i\kappa$ 复折射率的实部即通常的折射率，而虚部称为消光系数（extinction coefficient）。

参见

参考资料

^ ^1.00 ^1.01 ^1.02 ^1.03 ^1.04 ^1.05 ^1.06 ^1.07 ^1.08 ^1.09 ^1.10 ^1.11 Optics, Fourth Edition. Pearson Higher Education. 18 March 2003. ISBN 9780321188786. Authors list列表中的|first1=缺少|last1= (帮助); 使用|coauthors=需要含有|author= (帮助)
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外部連結

Filmetrics (美商菲乐)在线数据库免费折射率和消光系数资料数据库

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[6] Meyrowitz, R, A compilation and classification of immersion media of high index of refraction, American Mineralogist 40: 398 (1955)

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