光學/折射

折射是由於波傳播介質發生改變而導致波的傳播方向和相速度發生改變的現象。經歷這種現象的波被稱為發生了折射。這種現象最常見於波以非 90° 或 0° 的角度從一種介質傳播到另一種介質時。折射由斯涅爾定律（也稱為斯涅爾-笛卡爾定律或折射定律）描述，該定律指出，對於給定的兩對介質和具有單一頻率的波，入射角 $\theta _{1}$ 和 折射角 $\theta _{2}$ 的正弦之比等於兩種介質中相速度 $v_{1} \over v_{2}$ 之比，或等效地等於折射率 $n_{2} \over n_{1}$ 的相反比例。

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

當波穿過介面並進入折射率更高的介質時，波會朝法線方向彎曲。如果波穿過介面並進入折射率更低的介質，波會遠離法線方向彎曲。如果波穿過介面並進入折射率相同的介質，波的傳播方向不會改變。在首次探索折射主題時使用的兩種最常見的折射率是空氣 ( $n=1.00029$ ) 和水 ( $n=1.33$ )。為了簡化計算，空氣的折射率通常近似為 $n=1.00$ （實際上是真空的折射率）。

隨著入射角的增大，折射角也隨之增大。當折射角達到 90° 時，這意味著波平行於介面折射。這個角度被稱為臨界角，對於大於或等於臨界角的角度，折射不會發生，所有光都被反射；這種現象被稱為全內反射，將在下一節中介紹。

**一些代表性的折射率**
材料	λ (nm)	n	參考文獻
真空		1（定義）
標準狀況下的空氣		1.000277
0 °C 和 1 atm 下的氣體
空氣	589.29	1.000293	^[1]
二氧化碳	589.29	1.00045	^[2] ^[3]^[4]
氦氣	589.29	1.000036	^[1]
氫氣	589.29	1.000132	^[1]
20 °C 下的液體
三硫化二砷和溶於二碘甲烷的硫		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]
矽油		1.52045	^[6]
水	589.29	1.3330	^[1]
室溫下的固體
二氧化鈦（金紅石相）	589.29	2.496	^[7]
金剛石	589.29	2.419	^[1]
鈦酸鍶	589.29	2.41
琥珀	589.29	1.55	^[1]
熔融石英（也稱為熔融石英）	589.29	1.458	^[1]
氯化鈉	589.29	1.544	^[8]
其他材料
液態氦		1.025
水冰		1.31
角膜（人）		1.373/1.380/1.401	^[9]
晶狀體（人）		1.386 - 1.406
丙酮		1.36
乙醇		1.36
甘油		1.4729
溴		1.661
特氟龍 AF		1.315	^[10]
特氟龍		1.35 - 1.38
Cytop		1.34	^[11]
Sylgard 184		1.4118	^[12]
PLA		1.46	^[13]
有機玻璃		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（純）		1.50 - 1.54
燧石玻璃（純）		1.60 - 1.62
冕牌玻璃（不純）		1.485 - 1.755
燧石玻璃（不純）		1.523 - 1.925
派熱克斯（硼矽酸鹽玻璃）		1.470	^[14]
冰晶石		1.338
岩鹽		1.516
藍寶石		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]
立方氧化鋯		2.15 - 2.18
鈮酸鉀 (KNbO₃)		2.28
莫桑石		2.65 - 2.69
硃砂（硫化汞）		3.02
磷化鎵(III)		3.5
砷化鎵(III)		3.927
氧化鋅	390	2.4
鍺		4.01
矽	590	3.96	^[16]

另見

A-level 物理（高階物理）/折射

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k 光學，第四版. 皮爾森高等教育. 2003 年 3 月 18 日. ISBN 978-0-321-18878-6. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
↑ 幾何與物理光學導論. McGraw-Hill Book Company, INC. 1953. {{cite book}}: |first= missing |last= (help)
↑ 化學和物理手冊. 化學橡膠出版公司. 1957. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
↑ 光學導論，第三版. Pearson Prentice Hall. 2007. p. 221. ISBN 0-13-149933-5. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
↑ Meyrowitz, R, 高折射率浸沒介質的彙編和分類，美國礦物學家 40: 398 (1955)
↑ 矽和油折射率標準
↑ RefractiveIndex.INFO - 折射率及相關常數
↑ 大學物理，第六版. Brooks/Cole. 2003. p. 692. ISBN 978-0-03-035114-3. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
↑ "人眼角膜上皮和基質的折射率". J Refract Surg. 11 (2): 100–105. 1995 年 3 月-4 月. PMID 7634138. {{cite journal}}: Check date values in: |date= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)
↑ "特氟龍 AF". Retrieved 2010-10-14.
↑ "賽多普". Retrieved 2010-10-14.
↑ "184 矽彈性體" (PDF) (產品資訊). 陶氏康寧. 存檔於原始 (PDF) on 2013-03-14. Retrieved 2012-12-11.
↑ "聚乳酸：合成、結構、效能、加工和應用；第 8 章：光學性質". Retrieved 2012-10-25.
↑ 利物浦大學. "絕對摺射率". Retrieved 2007-10-18.
↑ ^a ^b ^c "糖溶液稜鏡手冊" (PDF). Retrieved 2012-3-21. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (help)
↑ "矽的光學性質". Retrieved 2009-05-31.

[ref1-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k 光學，第四版. 皮爾森高等教育. 2003 年 3 月 18 日. ISBN 978-0-321-18878-6. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[ref4-2] 幾何與物理光學導論. McGraw-Hill Book Company, INC. 1953. {{cite book}}: |first= missing |last= (help)

[ref3-3] 化學和物理手冊. 化學橡膠出版公司. 1957. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[ref5-4] 光學導論，第三版. Pearson Prentice Hall. 2007. p. 221. ISBN 0-13-149933-5. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[5] Meyrowitz, R, 高折射率浸沒介質的彙編和分類，美國礦物學家 40: 398 (1955)

[6] 矽和油折射率標準

[7] RefractiveIndex.INFO - 折射率及相關常數

[ref8-8] 大學物理，第六版. Brooks/Cole. 2003. p. 692. ISBN 978-0-03-035114-3. {{cite book}}: |first= missing |last= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[9] "人眼角膜上皮和基質的折射率". J Refract Surg. 11 (2): 100–105. 1995 年 3 月-4 月. PMID 7634138. {{cite journal}}: Check date values in: |date= (help); Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)

[Teflon_AF-10] "特氟龍 AF". Retrieved 2010-10-14.

[Cytop-11] "賽多普". Retrieved 2010-10-14.

[Sylgard184-12] "184 矽彈性體" (PDF) (產品資訊). 陶氏康寧. 存檔於原始 (PDF) on 2013-03-14. Retrieved 2012-12-11.

[PLA_Optical-13] "聚乳酸：合成、結構、效能、加工和應用；第 8 章：光學性質". Retrieved 2012-10-25.

[ref2-14] 利物浦大學. "絕對摺射率". Retrieved 2007-10-18.

[refSugar-15] "糖溶液稜鏡手冊" (PDF). Retrieved 2012-3-21. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (help)

[si_website-16] "矽的光學性質". Retrieved 2009-05-31.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]