Obre el menú principal

Llista d'índexs de refracció

article de llista de Wikimedia
Refracció de la llum

En aquest article es presenta una llista d'índexs de refracció per a molts materials representatius d'acord amb la seva categoria (estat, us freqüent en un domini, etc.) i estudiats en la literatura científica.

Molts materials tenen un índex de refracció ben caracteritzat, però aquests índexs depenen en gran manera de la freqüència de la llum. Els mesuraments de l'índex de refracció estàndard es prenen en el «doblet del sodi», la línia D de sodi, amb una longitud d'ona de 589 nanòmetres.

Aquests índexs no tan sols depenen lleugerament de la temperatura, pressió i tensió, sinó també la composició exacta del material (la presència d'impureses, dopants, etc.); per a molts materials en condicions normals aquestes variacions representen només l' 1% o menys.

En general, l'índex de refracció és un nombre complex, on la part imaginària indica la potència de pèrdues per absorció. Aquesta part és per aquestes raons que de vegades s'anomena coeficient d'extinció. Aquestes pèrdues poden ser particularment importants, per exemple, els metalls a les longituds d'ona més curtes (visible amb major freqüència) i han de ser inclosos en la descripció de l'índex de refracció.

Refracció, angle crític i la reflexió interna total de la llum en la interfície entre dos medis

CristallsModifica

Els cristalls isotròpics presenten només un índex de refracció. Els altres cristalls són birrefringents: els cristalls uniaxials tenen dos índexs de refracció que s'acostumen a escriure no i ne, els cristalls biaxials tenen tres índexs de refracció, escrits nx, ny i nz, o nα, nβ i nγ, i ordenats de menor a major.

Cristall isotròpics[n 1][1]
Material λ (µm) n
Diamant 2,4175
Fluorur de calci 1,433
Fluorur de liti 1,3912
Antimonur d'indi 5,13
Arsenur de gal·li 4,02
Germani 2,8 4,052
Clorur de sodi (sal) 1,531
Silici 1,55 3,4777
Cristalls biaxials[n 1][2]
Material λ (µm) nx ny nz
Andalusita 1,629 1,633 1,638
Pucherit 2,41 2,50 2,51
Massicot 2,51 2,61 2,71
Orpiment 2,4 2,81 3,02
Sulfat de calci 1,570 1,575 1,614
Diòxid de tel·luri 2,00 2,18 2,35
Diòxid de zirconi 2,13 2,19 2,20
Àcid iòdic 2,37 2,5 2,65
Cristalls uniaxals[n 1][3]
Material λ (µm) ne no
Alumini 1,7579 1,7659
Calcita 1,486 1,658
Vaterita 1,65 1,55
Fluorur de magnesi 1,3886 1,3768
Litargiri 2,535 2,655
Seleni 1 3,61 2,79
Rútil 2,872 2,584
Tel·luri 4 4,929 6,372

VidresModifica

Per vidre, s'entén tot vidre utilitzat en cristalleria, vidrieria o vidres òptics. A mig camí entre el vidre i els sòlids cristal·lins, és possible trobar la vitroceràmica, perquè l'estructura és una barreja homogénea de cristalls (com les ceràmiques) i de sòlids amorfs (com el vidre).

Els vidres són generalment poc birrefringents causa de la seva estructura amorfa.

Vidres òpticsModifica

Índex de refracció de vidres òptics[n 2][4]
Denominació[n 3] Tipus de vidre Família λ (nm) Índex
FK5 Crown Crown de fluorita 1,48749
PK2 Crown Crown de fostat 1,51821
BK7 Crown Crown de borosilicat 1,51680
PSK3 Crown Crown de fostat dens 1,55232
K5 Crown Crown 1,52249
ZK1 Crown Crown de zinc 1,53315
BaK50 Crown Crown de bari 1,56774
SK2 Crown Crown dens de bari 1,60738
SSK4 Crown Crown extra dens de bari 1,61765
LaK10 Crown Crown de lantani 1,72000
LgSK2 Crown Crown especial 1,58599
TiK1 Crown Crown de titani 1,47869
TiF1 Flint Flint de titani 1,51118
KzFN1 Flint Flint curt 1,55115
KzFSN4 Flint Flint dens curt 1,61340
KF9 Crown flint 1,52341
LLF6 Flint Flint extra lleuger 1,53172
LF5 Flint Flint lleuger 1,58144
F2 Flint Flint 1,62004
SF2 Flint Flint dens 1,64769
BaLF4 Flint Flint lleuger de bari 1,57957
BaF4 Flint Flint de bari 1,60562
BaSF2 Flint Flint dens de bari 1,66446
LaFN2 Flint Flint de lantani 1,74400
LaSF30 Flint Flint dens de lantani 1,80318
NbF1 Flint Flint de niobi 1,74330

Lents oftàlmiquesModifica

En general, l'índex normal de les lents oftàlmiques està comprés entre 1,48 i 1,54, un índex mitjà entre 1,54 i 1,64, un alt índex d'entre 1,64 i 1,74, i índexs molt alts per sobre d' 1,74.[5] La principal dificultat en el desenvolupament de lents oftàlmiques és la recerca d'índexs molt alts conciliats amb les densitats més baixes possibles.[6]

Índexs de refracció de lents oftàlmiques
Denominació nd[n 4] ne[n 5]
15 white[5] 1,523 1,525
16 white[5] 1,600 1,604
17 white[5] 1,700 1,705
18 white[5] 1,802 1,807
19 white[5] 1,885 1,892
UV W76[n 6][7] 1,5230 1,5251
HG weiß 0389[7] 1,6006 1,6040
High Lite[7] 1,7010 1,7064
BaSF 64[7] 1,7010 1,7052
LaSF 36A[7] 1,7947 1,8000
LaSF 39[7] 1,8860 1,8927

Altres vidresModifica

Aquesta secció s'aplica a vidres o sòlids totalment o parcialment amorfs utilitzats en òptica, cristalleria o vidrieria.

Altres vidres
Designació Utilització Tipus Longitud d'ona Índex
Pyrex[8] Cristalleria Vidre borosilicatat 587,6 nm 1,474
Corning 9741[8] Transmissió ultravioleta Borosilicat alcalí 587,6 nm 1,47
Vidre de germani[n 7][8] Transmissió infraroja Diòxid de germani 589,3 nm 1,60832
Barr&Stroud BS-39B[8] Transmissió infraroja Aluminat de calci 589,3 nm 1,6764
Schott IRG 25 Transmissió infraroja[8] Vidre de calcogenur (Ge28Sb12Se60) 1 µm 2,7283
Far del Toyota Celica i Toyota Corolla[9] Automòbil 589 nm 1,478
Far del Chevrolet Eurosport[9] Automòbil 589 nm 1,488
Far de l'Oldsmobile Cutlass Ciera[9] Automòbil 589 nm 1,488
Pantalla de televisor[9] 589 nm 1,49—1,51
Vidre del parabrisa[9] Automòbil 589 nm 1,518—1,520
Vidre d'ampolla[n 8][9] Vidrieria 589 nm 1,524
Vidre de plom[9] Vidrieria Vidre flint 1,545

PolímersModifica

Els polímers són materials omnipresents en la majoria de les àrees de la ciència i l'enginyeria. L'índex de refracció és una propietat important, ja que el plàstic es fa servir per aplicacions òptiques.

La feblesa dels plàstics «òptics» prové de la desigual literatura, sovint menor que la dels vidres òptics: per tant, es proporcionen menys dades, menys complets i pot variar d'un fabricant a un altre, o fins i tot entre dos polímers del mateix grup.[10]

En comparació amb les lents, els índexs estan inclosos en un rang d' 1,28 a 1,95, els plàstics tenen índexs més petits d' 1,31 a 1,65, la seva constringencia és comparable contra 91 a 20 per als vidres i 92 a 20 per als plàstics.[10]

Alguns índex de refracció per les grans famílies de plàstics òptics.[11]
Polímer Abreviació λ (nm) Índex
Politetrafluoretilè PTFE 589,3 nm 1,31—1,32
Policarbonat PC 589,3 nm 1,5853—1,586
Policarbonat PC 365,0 nm 1,6432
Policarbonat PC 1014,0 nm 1,5672
Polimetilmetacrilat estirè SMMA 589,3 nm 1,564
Estirè acrilonitril SAN 365,0 nm 1,6125
Estirè acrilonitril SAN 589,3 nm 1,5673
Estirè acrilonitril SAN 1014,0 nm 1,5519
Polimetilmetacrilat PMMA 589,3 nm 1,4917
Polimetilmetacrilat PMMA 365,0 nm 1,5136
Polimetilmetacrilat PMMA 1014,0 nm 1,4831
Polièster PETG 589,3 nm 1,567
Polieterimida PEI 589,3 nm 1,658
Polieterimida PEI 480,0 nm 1,687
Polieterimida PEI 643,9 nm 1,651
Poliestirè PS 589,3 nm 1,589—1,5903
Poliestirè PS 365,0 nm 1,6431
Poliestirè PS 1014,0 nm 1,5726

LíquidsModifica

Presentem en aquesta secció de les dades de l'índex de refracció per a l'aigua i altres líquids notables per separat. Es presenten els fluids corporals i líquids anomenats «de calibratge» extremadament purs i mesurats amb precisió.

AiguaModifica

La següent taula mostra els índexs de refracció per a l'aigua.

Índexs de refracció de l'aigua per a tres longituds d'ona,[n 9] segons diverses temperatures.[12]
Longitud d'ona
Temperatura (°C) 226,5 nm 589,0 nm 1013,98 nm
0 1,39450 1,33432 1,32612
20 1,39336 1,33336 1,32524
50 1,38854 1,32937 1,32145
100 1,37547 1,31861 1,31114

L'aigua, composta de molècules d'hidrogen i oxigen, pot estar present en forma d'H2O o en la forma d'aigua pesada, on l'hidrogen es substitueix per àtoms de deuteri (D2O). La diferència d'índex entre l'aigua i l'aigua pesada és (a 25 °C per a la línia D del sodi 5893 Å) de  .[13]

Líquids orgànicsModifica

Líquids a 20 °C
Material λ (nm) n Referències
Trisulfur d'arsènic i sofre en diiodemetà 1,9 [14]
Benzè 589,29 1,501 [15]
Disulfur de carboni 589,29 1,628 [15]
Aigua 589,29 1,3330 [15]
Etanol 589,29 1,361 [15]
Oli de silicona 1,52045 [16]
Tetraclorur de carboni 589,29 1,461 [15]

GassosModifica

Alguns índexs de refracció representatius
Material λ (nm) n Referències
Atmosfera terrestre, a 20 °C i 1 atm 589,29 1,000272 [17]
Atmosfera terrestre, a 20 °C i 1 atm 589,29 1,000293 [15]
Diòxid de carboni, a 0 °C i a 1 atm 589,29 1,00045 [18][19][20]
Heli, a 0 °C i 1 atm 589,29 1,000036 [15]
Dihidrogen, a 0 °C i 1 atm 589,29 1,000132 [15]

AltresModifica

Alguns índexs de refracció representatius
Material λ (nm) Ìndex Referències
Buit 1 per definició
Heli líquid 1,025
Gel 1,31
Còrnia (humana) 1,373 / 1,380 / 1,401
Ambre 589,29 1,55 [15]
Sucre, solució al 25 % 1,3723 [21]
Sucre, solució al 50 % 1,4200 [21]
Sucre, solució 75 % 1,4774 [21]
Llàgrimes 587,6 nm 1,336 [22]

NotesModifica

  1. 1,0 1,1 1,2 Els índexs indicats aquí han estat mesurats a la llum del dia, amb una longitud d'ona de 632,8 nm d'un làser d'heli-neó, a temperatura ambient. Les excepcions estan indicades en la columna λ (µm).
  2. Els índexs estan mesurats en la línia D d'heli de λ=587,6 nm.
  3. Nom del vidre al catàleg Schott AG, o indicat entre parèntesis si és diferent.
  4. Mesurat en la línia D d'heli de λ=587,6 nm, que s'utilitza convencionalment en els països anglosaxons.
  5. Mesurat la línia E de mercuri de λ=546,1 nm, que s'utilitza normalment a Europa.
  6. El crown blanc és utilitzat molt freqüentment en les ulleres.
  7. En anglés fused germania per la seva semblança amb el fused silica o vidre de sílice, que té l'estructura similar. El vidre de germani i el vidre de sílice tenen la mateixa base d'un diòxid: un és diòxid de germani (GeO2) i l'altre és diòxid de silici (SiO2).
  8. És a dir, una ampolla de vidre del Lipton Ice Tea.
  9. S'han seleccionat les longituds d'ona per donar un punt de referència en cada espectre electromagnètic d'interès en l'ultraviolat, visible i infraroig

ReferènciesModifica

BibliografiaModifica

  • Bach, Hans; Neuroth, Norbert. The properties of optical glass (en anglés). Berlin: Springer, 1998. ISBN 3-540-58357-2. 
  • Hodgman. Handbook of Chemistry and Physics (en anglés). Chemical Rubber Publishing Co., 1957.  ASIN: B000WWBQ6S
  • Keirl, Andrew; Christie, Caroline. Clinical optics and refraction. A Guide for Optometrists, Contact Lens Opticians and Dispensing Opticians (en anglés). Elsevier Health Sciences, 2007. 
  • Morgan, Joseph. Introduction to Geometrical and Physical Optics (en anglés). McGraw-Hill Book Company, Inc, 1953. ISBN 978-0070430754. 
  • Pedrotti, Frank L. Introduction to Optics (en anglés). Pearson Prentice Hall, 2007. ISBN 0-13-149933-5. 
  • Weber, Marvin J. Handbook of Optical Materials (en anglés). CRC Press, 2002. ISBN 978-0849335129. 
  • Zajac, Alfred; Hecht, Eugene; Cummings, Eugene. Optics (en anglés). Pearson Higher Education, 2003. ISBN 978-0-321-18878-6. 

Vegeu tambéModifica

Enllaços externsModifica