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Lexikon der Optik: Brechungsindex

Brechungsindex, Brechzahl, Brechungskoeffizient, -quotient, -vermögen, -exponent, Formelzeichen n, eine Materialkonstante, die für die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle, insbesondere einer Lichtwelle, in dem betreffenden Stoff maßgeblich ist. Der absolute B. ist definiert als das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit c im Vakuum zur Lichtgeschwindigkeit u in dem Medium n=c/u. Die Brechungsindizes zweier Medien 1 und 2 verhalten sich somit umgekehrt wie die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in ihnen: n2:n1=u1:u2. Das Verhältnis n2:n1 bezeichnet man als Brechungsverhältnis der beiden Medien (relativer B.). Zur Messung des B. Brechzahlbestimmung.

Der B. ist mit der Wellenlänge λ veränderlich (Dispersion). Für sichtbares Licht ist er für sehr viele Stoffe größer als 1. Für Gläser liegt er bei der Wellenlänge λ=546 nm zwischen 1,44 und 2,02, für Wasser ist n=1,33. Bei Röntgenstrahlen wird n=1-ε, wobei ε von der Größenordnung 10-6 ist. Bedeutend kleinere Werte als 1 erhält man nur in Gebieten starker Absorption (Metalloptik). Bei einem absorbierenden Medium erweist es sich als vorteilhaft, den reellen B. n mit dem Absorptionsindex k' (Absorptionskoeffizient) zu einem komplexen B.

=n(1+ik') zu vereinigen.

Bei sehr hohen Lichtintensitäten wird der B. intensitätsabhängig (Selbstfokussierung, optischer Kerr-Effekt).

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