Brekingsindex

De brekingsindex is een verhoudingsgetal tussen de snelheden van licht in verschillende media. De brekingsindex kan worden gebruikt om de hoek van breking te berekenen. Omdat de brekingsindex een verhoudingsgetal is, komt er geen eenheid achter. De brekingsindex in vacuüm is precies 1, alle andere stoffen zijn optisch dichter en hebben dus een grotere brekingsindex.

Wanneer een lichtbundel een doorzichtig medium binnentreedt, is er volgens de Wet van Snellius een constante verhouding tussen de sinus van de hoek van inval θ₁ en de sinus van de brekingshoek θ₂. Deze constante verhouding wordt de brekingsindex n van die stof genoemd. De brekingsindex is gelijk aan de verhouding van de lichtsnelheid in vacuüm en de lichtsnelheid in die stof.

[bewerk] Totale reflecty

Merk op dat als licht uittreedt naar een optisch minder dichte stof bovengenoemde vergelijking geen oplossing heeft voor grotere invalshoeken (θ₁ > 90°). Het licht wordt niet meer afgebogen maar totaal gereflecteerd. Van deze totale reflectie wordt gebruikgemaakt in ondere andere de prisma's van prismakijkers. Ook de schittering van geslepen edelstenen (met name diamant, met een brekingsindex van 2,4) wordt voor een belangrijk deel door totale reflectie veroorzaakt.

[bewerk] Afhankelijk van golflengte

De brekingsindex van een materiaal is verschillend voor licht van verschillende golflengtes, dus met verschillende kleuren. Als gevolg daarvan treedt kleurschifting op: het licht valt na breking uiteen in een spectrum van de samenstellende kleuren. Als het licht door een vlakke plaat valt, bijvoorbeeld een glazen ruit, treedt het tweemaal gebroken licht weliswaar weer uit onder dezelfde hoek als waarmee het inviel, maar is toch iedere lichtstraal uiteengevallen. De kleurschifting is daarom maar gering, en voornamelijk te zien aan de randen van voorwerpen. Dit is in de figuur aangegeven. Als het licht door een voorwerp straalt dat niet twee parallelle zijden heeft, zoals door een prisma, treden de verschillende kleuren door het verschil in brekingsindex onder verschillende hoeken uit en wordt het kleurenspectrum duidelijk zichtbaar. Het verschil in brekingsindex is de oorzaak van chromatische aberratie, een bekende fout van lenzen, en ook de oorzaak van de regenboog, door de retrofractie van het zonlicht in kleine regendruppels en ijskristallen.

zie ook: Lijst van brekingsindices