折射率 折射率是描述光在不同透明介质中传播速度变化程度的物理量。它定义为光在真空中的传播速度（c，约等于3×10^8米/秒）与光在该介质中的传播速度（v）的比值，用符号n表示：n = c / v。由于光在真空中的速度最快，所以任何介质的折射率n都大于或等于1。 理解折射率的第一步是光的本质。光是一种电磁波，在真空中以恒定速度c传播。当光从一种介质（如空气）进入另一种介质（如玻璃或水）时，其传播速度会发生变化，速度的降低是光与介质中原子的带电粒子（主要是电子）相互作用的结果。这种相互作用迫使光波在介质中以较慢的速度前进。 折射率的值直接决定了光在两种介质界面处发生的折射现象的程度。折射现象由斯涅尔定律描述：n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂，其中n₁和n₂分别是第一种和第二种介质的折射率，θ₁是入射角（光线与界面法线的夹角），θ₂是折射角。例如，空气的折射率约为1.0003（通常近似为1），水的折射率约为1.33，普通玻璃的折射率约为1.5。这意味着光从空气射入水中时，速度会降低到真空中的约1/1.33，并且光线会向法线方向偏折（折射角小于入射角）。 折射率并非一个单一的常数，它通常依赖于光的波长（或颜色），这种现象称为色散。例如，在玻璃棱镜中，不同颜色的光（波长不同）具有略微不同的折射率，导致白光被分解成光谱。蓝光（较短波长）的折射率通常比红光（较长波长）的折射率略高，因此蓝光偏折得更厉害。 此外，折射率还可以用介质的电磁性质来理解。从电磁理论看，折射率等于介质的相对介电常数（ε_ r）和相对磁导率（μ_ r）乘积的平方根：n = √(ε_ r μ_ r)。对于大多数透明光学介质，μ_ r约等于1，因此n ≈ √ε_ r。这揭示了折射率与介质如何响应电磁场的微观机制之间的联系。 对于各向异性晶体（如方解石），折射率在不同的晶体取向上可能不同，这导致了双折射现象，即一束入射光会分裂成两束折射光。 总结来说，折射率是一个将光速变化、折射角度、色散以及材料的电磁性质联系起来的核心参数。它是光学材料（如镜头、光纤）设计的基础，并深刻影响着从眼镜矫正视力到天文望远镜观测等各种光学应用。