Показник заломлення

Згідно з математичного визначення цієї фізичної величини, вона дорівнює відношенню двох швидкостей світла: у вакуумі та в матеріалі, тобто:

n = c/v

Так як c > v, то n завжди більше одиниці.

Показник заломлення має різні значення для різних речовин. Наприклад, для повітря він практично дорівнює 1, а для води становить 1,33. Величина n залежить також від хімічного складу одного й того ж матеріалу. Наприклад, показник переломлення скла залежить від сорту останнього і коливається в межах від 1,5 до 1,66.

Крім властивостей матеріалу, n сильно змінюється, якщо змінити частоту в промені світла. Кут заломлення синього світла завжди більше, ніж червоного. Наведені в попередньому абзаці цифри відносяться до жовтої частини видимого людиною спектру (λ ≈ 590 нм).

Оптична щільність середовища

Ця фізична характеристика визначає, як сильно середовище уповільнює швидкість поширення світла. Оптична щільність однозначно визначається показником заломлення. Наприклад, вода є оптично більш щільною, ніж повітря, а будь-який сорт скла більш щільним, ніж вода.

Якщо поглянути на формулу Снелла, то можна помітити, що чим більше буде оптична щільність середовища, тим під меншим кутом до нормалі буде поширюватися в ній світло. Цей висновок справедливий незалежно від того, з якого середовища і в яку буде падати світловий промінь. Так, при розгляді межі вода-повітря кут заломлення буде менше кута падіння, якщо промінь рухається в воду. Якщо змінити напрямок руху променя, то меншим вже виявиться кут падіння.