光学/折射

折射是由于波传播介质发生改变而导致波的传播方向和相速度发生改变的现象。经历这种现象的波被称为发生了折射。这种现象最常见于波以非 90° 或 0° 的角度从一种介质传播到另一种介质时。折射由斯涅尔定律（也称为斯涅尔-笛卡尔定律或折射定律）描述，该定律指出，对于给定的两对介质和具有单一频率的波，入射角 $\theta _{1}$ 和 折射角 $\theta _{2}$ 的正弦之比等于两种介质中相速度 $v_{1} \over v_{2}$ 之比，或等效地等于折射率 $n_{2} \over n_{1}$ 的相反比例。

{\frac {\sin \theta _{1}}{\sin \theta _{2}}}={\frac {v_{1}}{v_{2}}}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}.

当波穿过界面并进入折射率更高的介质时，波会朝法线方向弯曲。如果波穿过界面并进入折射率更低的介质，波会远离法线方向弯曲。如果波穿过界面并进入折射率相同的介质，波的传播方向不会改变。在首次探索折射主题时使用的两种最常见的折射率是空气 ( $n=1.00029$ ) 和水 ( $n=1.33$ )。为了简化计算，空气的折射率通常近似为 $n=1.00$ （实际上是真空的折射率）。

随着入射角的增大，折射角也随之增大。当折射角达到 90° 时，这意味着波平行于界面折射。这个角度被称为临界角，对于大于或等于临界角的角度，折射不会发生，所有光都被反射；这种现象被称为全内反射，将在下一节中介绍。

**一些代表性的折射率**
材料	λ (nm)	n	参考文献
真空		1（定义）
标准状况下的空气		1.000277
0 °C 和 1 atm 下的气体
空气	589.29	1.000293	^[1]
二氧化碳	589.29	1.00045	^[2] ^[3]^[4]
氦气	589.29	1.000036	^[1]
氢气	589.29	1.000132	^[1]
20 °C 下的液体
三硫化二砷和溶于二碘甲烷的硫		1.9	^[5]
苯	589.29	1.501	^[1]
二硫化碳	589.29	1.628	^[1]
四氯化碳	589.29	1.461	^[1]
乙醇	589.29	1.361	^[1]
硅油		1.52045	^[6]
水	589.29	1.3330	^[1]
室温下的固体
二氧化钛（金红石相）	589.29	2.496	^[7]
金刚石	589.29	2.419	^[1]
钛酸锶	589.29	2.41
琥珀	589.29	1.55	^[1]
熔融石英（也称为熔融石英）	589.29	1.458	^[1]
氯化钠	589.29	1.544	^[8]
其他材料
液态氦		1.025
水冰		1.31
角膜（人）		1.373/1.380/1.401	^[9]
晶状体（人）		1.386 - 1.406
丙酮		1.36
乙醇		1.36
甘油		1.4729
溴		1.661
特氟龙 AF		1.315	^[10]
特氟龙		1.35 - 1.38
Cytop		1.34	^[11]
Sylgard 184		1.4118	^[12]
PLA		1.46	^[13]
有机玻璃		1.490 - 1.492
聚碳酸酯		1.584 - 1.586
PMMA		1.4893 - 1.4899
PETg		1.57
PET		1.5750
冕牌玻璃（纯）		1.50 - 1.54
燧石玻璃（纯）		1.60 - 1.62
冕牌玻璃（不纯）		1.485 - 1.755
燧石玻璃（不纯）		1.523 - 1.925
派热克斯（硼硅酸盐玻璃）		1.470	^[14]
冰晶石		1.338
岩盐		1.516
蓝宝石		1.762–1.778
糖溶液，25%		1.3723	^[15]
糖溶液，50%		1.4200	^[15]
糖溶液，75%		1.4774	^[15]
立方氧化锆		2.15 - 2.18
铌酸钾 (KNbO₃)		2.28
莫桑石		2.65 - 2.69
朱砂（硫化汞）		3.02
磷化镓(III)		3.5
砷化镓(III)		3.927
氧化锌	390	2.4
锗		4.01
硅	590	3.96	^[16]

另见

A-level 物理（高级物理）/折射

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[5] Meyrowitz, R, 高折射率浸没介质的汇编和分类，美国矿物学家 40: 398 (1955)

[6] 硅和油折射率标准

[7] RefractiveIndex.INFO - 折射率及相关常数

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