Taitekerroin

Wikipedia

Taitekerroin eli optinen tiheys kuvaa, miten aine vaikuttaa sähkömagneettiseen säteilyyn. Taitekerroin riippuu materiaalista ja hieman myös sähkömagneettisen säteilyn aallonpituudesta. Useimmiten taitekertoimella tarkoitetaan aineen käyttäytymistä näkyvän valon aallonpituusalueella.

Tyhjiön taitekerroin on yksi ja ilman taitekerroin on hieman yli yhden (noin 1,0003 normaaliolosuhteissa^[1]).

Valon etenemisnopeus väliaineessa on kääntäen verrannollinen taitekertoimen reaaliosaan. Taitekertoimen imaginääriosa kertoo miten valo absorboituu eli muuttuu lämmöksi aineessa. Häviöttömän aineen taitekerroin on reaalinen.

Kahden aineen rajapinnalla valon nopeus muuttuu, mistä johtuu myös valon taittuminen. Valon taittuminen riippuu väliaineiden taitekertoimista Snellin lain mukaisesti: tulo- ja taitekulmien (α₁ ja α₂) sinien suhde on sama kuin aineiden taitekerrointen (r₁ ja r₂) suhteen käänteisarvo:

Osa valosta kuitenkin aina myös heijastuu takaisin. Heijastuminen on sitä voimakkaampaa, mitä suurempi taitekerroinmuutos rajapinnassa on. Kun valonsäde tulee optisesti tiheämmästä aineesta harvempaan tietyillä edellytyksillä tapahtuu kokonaisheijastus, jolloin kaikki valo heijastuu. Tämä tapahtuu sitä pienemmillä tulokulmilla, mitä suurempi on sen aineen taitekerroin, josta valo tulee rajapinnalle.

Tavallisen ikkunalasin taitekerroin on 1,5, veden noin 1,3 ja eräiden raskaiden metallioksidien 2. Jalokivien taitekerroin on erityisen suuri, minkä vuoksi ne välkehtivät voimakkaasti. Useimmilla muilla kuin ferromagneettisilla aineiden aineella taitekerroin on suhteellisen permittiivisyyden neliöjuuri. Permittiivisyys on mitta aineen sähköiselle polarisoituvuudelle sähkökentässä. Tämä ei kuitenkaan päde aineille, joiden molekyylit ovat vahvasti poolisia kuten vesi, jonka suhteellinen permittiivisyys on noin 81, mutta taitekerroin 1,3.

[muokkaa] Lähteet