Llista d'índexs de refracció

En aquest article es presenta una llista d'índexs de refracció per a molts materials representatius d'acord amb la seva categoria (estat, us freqüent en un domini, etc.) i estudiats en la literatura científica.

Molts materials tenen un índex de refracció ben caracteritzat, però aquests índexs depenen en gran manera de la freqüència de la llum. Els mesuraments de l'índex de refracció estàndard es prenen en el «doblet del sodi», la línia D de sodi, amb una longitud d'ona de 589 nanòmetres.

Aquests índexs no tan sols depenen lleugerament de la temperatura, pressió i tensió, sinó també la composició exacta del material (la presència d'impureses, dopants, etc.); per a molts materials en condicions normals aquestes variacions representen només l' 1% o menys.

En general, l'índex de refracció és un nombre complex, on la part imaginària indica la potència de pèrdues per absorció. Aquesta part és per aquestes raons que de vegades s'anomena coeficient d'extinció. Aquestes pèrdues poden ser particularment importants, per exemple, els metalls a les longituds d'ona més curtes (visible amb major freqüència) i han de ser inclosos en la descripció de l'índex de refracció.

Refracció, angle crític i la reflexió interna total de la llum en la interfície entre dos medis

Cristalls[modifica]

Els cristalls isotròpics presenten només un índex de refracció. Els altres cristalls són birrefringents: els cristalls uniaxials tenen dos índexs de refracció que s'acostumen a escriure n_o i n_e, els cristalls biaxials tenen tres índexs de refracció, escrits n_x, n_y i n_z, o n_α, n_β i n_γ, i ordenats de menor a major.

Cristall isotròpics^{[n 1]}^[1]
Material	λ (µm)	n
Diamant		2,4175
Fluorur de calci		1,433
Fluorur de liti		1,3912
Antimonur d'indi		5,13
Arsenur de gal·li		4,02
Germani	2,8	4,052
Clorur de sodi (sal)		1,531
Silici	1,55	3,4777

Cristalls biaxials^{[n 1]}^[2]
Material	n_x	n_y	n_z
Andalusita	1,629	1,633	1,638
Pucherit	2,41	2,50	2,51
Massicot	2,51	2,61	2,71
Orpiment	2,4	2,81	3,02
Sulfat de calci	1,570	1,575	1,614
Diòxid de tel·luri	2,00	2,18	2,35
Diòxid de zirconi	2,13	2,19	2,20
Àcid iòdic	2,37	2,5	2,65

Cristalls uniaxals^{[n 1]}^[3]
Material	λ (µm)	n_e	n_o
Alumini		1,7579	1,7659
Calcita		1,486	1,658
Vaterita		1,65	1,55
Fluorur de magnesi		1,3886	1,3768
Litargiri		2,535	2,655
Seleni	1	3,61	2,79
Rútil		2,872	2,584
Tel·luri	4	4,929	6,372

Vidres[modifica]

Per vidre, s'entén tot vidre utilitzat en cristalleria, vidrieria o vidres òptics. A mig camí entre el vidre i els sòlids cristal·lins, és possible trobar la vitroceràmica, perquè l'estructura és una barreja homogénea de cristalls (com les ceràmiques) i de sòlids amorfs (com el vidre).

Els vidres són generalment poc birrefringents causa de la seva estructura amorfa.

Vidres òptics[modifica]

Índex de refracció de vidres òptics^{[n 2]}^[4]
Denominació^{[n 3]}	Tipus de vidre	Família	Índex
FK5	Crown	Crown de fluorita	1,48749
PK2	Crown	Crown de fostat	1,51821
BK7	Crown	Crown de borosilicat	1,51680
PSK3	Crown	Crown de fostat dens	1,55232
K5	Crown	Crown	1,52249
ZK1	Crown	Crown de zinc	1,53315
BaK50	Crown	Crown de bari	1,56774
SK2	Crown	Crown dens de bari	1,60738
SSK4	Crown	Crown extra dens de bari	1,61765
LaK10	Crown	Crown de lantani	1,72000
LgSK2	Crown	Crown especial	1,58599
TiK1	Crown	Crown de titani	1,47869
TiF1	Flint	Flint de titani	1,51118
KzFN1	Flint	Flint curt	1,55115
KzFSN4	Flint	Flint dens curt	1,61340
KF9		Crown flint	1,52341
LLF6	Flint	Flint extra lleuger	1,53172
LF5	Flint	Flint lleuger	1,58144
F2	Flint	Flint	1,62004
SF2	Flint	Flint dens	1,64769
BaLF4	Flint	Flint lleuger de bari	1,57957
BaF4	Flint	Flint de bari	1,60562
BaSF2	Flint	Flint dens de bari	1,66446
LaFN2	Flint	Flint de lantani	1,74400
LaSF30	Flint	Flint dens de lantani	1,80318
NbF1	Flint	Flint de niobi	1,74330

Lents oftàlmiques[modifica]

En general, l'índex normal de les lents oftàlmiques està comprés entre 1,48 i 1,54, un índex mitjà entre 1,54 i 1,64, un alt índex d'entre 1,64 i 1,74, i índexs molt alts per sobre d' 1,74.^[5] La principal dificultat en el desenvolupament de lents oftàlmiques és la recerca d'índexs molt alts conciliats amb les densitats més baixes possibles.^[6]

Índexs de refracció de lents oftàlmiques
Denominació	n_d^{[n 4]}	n_e^{[n 5]}
15 white^[5]	1,523	1,525
16 white^[5]	1,600	1,604
17 white^[5]	1,700	1,705
18 white^[5]	1,802	1,807
19 white^[5]	1,885	1,892
UV W76^{[n 6]}^[7]	1,5230	1,5251
HG weiß 0389^[7]	1,6006	1,6040
High Lite^[7]	1,7010	1,7064
BaSF 64^[7]	1,7010	1,7052
LaSF 36A^[7]	1,7947	1,8000
LaSF 39^[7]	1,8860	1,8927

Altres vidres[modifica]

Aquesta secció s'aplica a vidres o sòlids totalment o parcialment amorfs utilitzats en òptica, cristalleria o vidrieria.

Altres vidres
Designació	Utilització	Tipus	Longitud d'ona	Índex
Pyrex^[8]	Cristalleria	Vidre borosilicatat	587,6 nm	1,474
Corning 9741^[8]	Transmissió ultravioleta	Borosilicat alcalí	587,6 nm	1,47
Vidre de germani^{[n 7]}^[8]	Transmissió infraroja	Diòxid de germani	589,3 nm	1,60832
Barr&Stroud BS-39B^[8]	Transmissió infraroja	Aluminat de calci	589,3 nm	1,6764
Schott IRG 25	Transmissió infraroja^[8]	Vidre de calcogenur (Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀)	1 µm	2,7283
Far del Toyota Celica i Toyota Corolla^[9]	Automòbil		589 nm	1,478
Far del Chevrolet Eurosport^[9]	Automòbil		589 nm	1,488
Far de l'Oldsmobile Cutlass Ciera^[9]	Automòbil		589 nm	1,488
Pantalla de televisor^[9]			589 nm	1,49—1,51
Vidre del parabrisa^[9]	Automòbil		589 nm	1,518—1,520
Vidre d'ampolla^{[n 8]}^[9]	Vidrieria		589 nm	1,524
Vidre de plom^[9]	Vidrieria	Vidre flint		1,545

Polímers[modifica]

Els polímers són materials omnipresents en la majoria de les àrees de la ciència i l'enginyeria. L'índex de refracció és una propietat important, ja que el plàstic es fa servir per aplicacions òptiques.

La feblesa dels plàstics «òptics» prové de la desigual literatura, sovint menor que la dels vidres òptics: per tant, es proporcionen menys dades, menys complets i pot variar d'un fabricant a un altre, o fins i tot entre dos polímers del mateix grup.^[10]

En comparació amb les lents, els índexs estan inclosos en un rang d' 1,28 a 1,95, els plàstics tenen índexs més petits d' 1,31 a 1,65, la seva constringencia és comparable contra 91 a 20 per als vidres i 92 a 20 per als plàstics.^[10]

Alguns índex de refracció per les grans famílies de plàstics òptics.^[11]
Polímer	Abreviació	λ (nm)	Índex
Politetrafluoretilè	PTFE	589,3 nm	1,31—1,32
Policarbonat	PC	589,3 nm	1,5853—1,586
Policarbonat	PC	365,0 nm	1,6432
Policarbonat	PC	1014,0 nm	1,5672
Polimetilmetacrilat estirè	SMMA	589,3 nm	1,564
Estirè acrilonitril	SAN	365,0 nm	1,6125
Estirè acrilonitril	SAN	589,3 nm	1,5673
Estirè acrilonitril	SAN	1014,0 nm	1,5519
Polimetilmetacrilat	PMMA	589,3 nm	1,4917
Polimetilmetacrilat	PMMA	365,0 nm	1,5136
Polimetilmetacrilat	PMMA	1014,0 nm	1,4831
Polièster	PETG	589,3 nm	1,567
Polieterimida	PEI	589,3 nm	1,658
Polieterimida	PEI	480,0 nm	1,687
Polieterimida	PEI	643,9 nm	1,651
Poliestirè	PS	589,3 nm	1,589—1,5903
Poliestirè	PS	365,0 nm	1,6431
Poliestirè	PS	1014,0 nm	1,5726

Líquids[modifica]

Presentem en aquesta secció de les dades de l'índex de refracció per a l'aigua i altres líquids notables per separat. Es presenten els líquids corporals i líquids anomenats «de calibratge» extremadament purs i mesurats amb precisió.

Aigua[modifica]

La següent taula mostra els índexs de refracció per a l'aigua.

Índexs de refracció de l'aigua per a tres longituds d'ona,^{[n 9]} segons diverses temperatures.^[12]
Temperatura (°C)	226,5 nm	589,0 nm	1013,98 nm
	Longitud d'ona
0	1,39450	1,33432	1,32612
20	1,39336	1,33336	1,32524
50	1,38854	1,32937	1,32145
100	1,37547	1,31861	1,31114

L'aigua, composta de molècules d'hidrogen i oxigen, pot estar present en forma d'H₂O o en la forma d'aigua pesada, on l'hidrogen es substitueix per àtoms de deuteri (D₂O). La diferència d'índex entre l'aigua i l'aigua pesada és (a 25 °C per a la línia D del sodi 5893 Å) de $(n_{H_{2}O}-n_{D_{2}O})\times 10^{5}=449$ .^[13]

Líquids orgànics[modifica]

Líquids a 20 °C
Material	λ (nm)	n	Referències
Trisulfur d'arsènic i sofre en diiodemetà		1,9	^[14]
Benzè	589,29	1,501	^[15]
Disulfur de carboni	589,29	1,628	^[15]
Aigua	589,29	1,3330	^[15]
Etanol	589,29	1,361	^[15]
Oli de silicona		1,52045	^[16]
Tetraclorur de carboni	589,29	1,461	^[15]

Gasos[modifica]

Alguns índexs de refracció representatius
Material	λ (nm)	n	Referències
Atmosfera terrestre, a 20 °C i 1 atm	589,29	1,000272	^[17]
Atmosfera terrestre, a 20 °C i 1 atm	589,29	1,000293	^[15]
Diòxid de carboni, a 0 °C i a 1 atm	589,29	1,00045	^[18]^[19]^[20]
Heli, a 0 °C i 1 atm	589,29	1,000036	^[15]
Dihidrogen, a 0 °C i 1 atm	589,29	1,000132	^[15]

Altres[modifica]

Alguns índexs de refracció representatius
Material	λ (nm)	Ìndex	Referències
Buit		1	per definició
Heli líquid		1,025
Gel		1,31
Còrnia (humana)		1,373 / 1,380 / 1,401
Ambre	589,29	1,55	^[15]
Sucre, solució al 25 %		1,3723	^[21]
Sucre, solució al 50 %		1,4200	^[21]
Sucre, solució 75 %		1,4774	^[21]
Llàgrimes	587,6 nm	1,336	^[22]

Notes[modifica]

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 Els índexs indicats aquí han estat mesurats a la llum del dia, amb una longitud d'ona de 632,8 nm d'un làser d'heli-neó, a temperatura ambient. Les excepcions estan indicades en la columna λ (µm).
↑ Els índexs estan mesurats en la línia D d'heli de λ=587,6 nm.
↑ Nom del vidre al catàleg Schott AG, o indicat entre parèntesis si és diferent.
↑ Mesurat en la línia D d'heli de λ=587,6 nm, que s'utilitza convencionalment en els països anglosaxons.
↑ Mesurat la línia E de mercuri de λ=546,1 nm, que s'utilitza normalment a Europa.
↑ El crown blanc és utilitzat molt freqüentment en les ulleres.
↑ En anglés fused germania per la seva semblança amb el fused silica o vidre de sílice, que té l'estructura similar. El vidre de germani i el vidre de sílice tenen la mateixa base d'un diòxid: un és diòxid de germani (GeO₂) i l'altre és diòxid de silici (SiO₂).
↑ És a dir, una ampolla de vidre del Lipton Ice Tea.
↑ S'han seleccionat les longituds d'ona per donar un punt de referència en cada espectre electromagnètic d'interès en l'ultraviolat, visible i infraroig

Referències[modifica]

↑ Weber, 2002, p. 63-65.
↑ Weber, 2002, p. 70-74.
↑ Weber, 2002, p. 66-70.
↑ Weber, 2002, p. 229.
↑ ^5,0 ^5,1 ^5,2 ^5,3 ^5,4 ^5,5 Keirl i Christie, 2007, p. 4.
↑ Bach i Neuroth, 1998, p. 4, 179.
↑ ^7,0 ^7,1 ^7,2 ^7,3 ^7,4 ^7,5 Bach i Neuroth, 1998, p. 266.
↑ ^8,0 ^8,1 ^8,2 ^8,3 ^8,4 Weber, 2002, p. 233-234.
↑ ^9,0 ^9,1 ^9,2 ^9,3 ^9,4 ^9,5 ^9,6 Identification of glass samples by their refractive index (anglès)
↑ ^10,0 ^10,1 Weber, 2002, p. 295.
↑ Weber, 2002, p. 296,297,300.
↑ Weber, 2002, p. 381.
↑ Refractive index and dispersion of normal and heavy water (anglès)
↑ Mayrowitz, 1955, p. 40, 398.
↑ ^15,0 ^15,1 ^15,2 ^15,3 ^15,4 ^15,5 ^15,6 ^15,7 ^15,8 Zajac, Hecht i Cumming, 2003.
↑ Silicon and Oil Refractive Index Standards Arxivat 2010-08-29 a Wayback Machine. (anglès)
↑ Engineering Metrology Toolbox (anglès)
↑ Morgan, 1953.
↑ Hodgman, 1957.
↑ Pedrotti, 2007.
↑ ^21,0 ^21,1 ^21,2 Manual for Sugar solution Prism Arxivat 2016-03-03 a Wayback Machine. (anglès)
↑ Keirl i Christie, 2007, p. 197.

Bibliografia[modifica]

Bach, Hans; Neuroth, Norbert. The properties of optical glass (en anglés). Berlin: Springer, 1998. ISBN 3-540-58357-2.

Hodgman. Handbook of Chemistry and Physics (en anglés). Chemical Rubber Publishing Co., 1957. ASIN: B000WWBQ6S

Keirl, Andrew; Christie, Caroline. Clinical optics and refraction. A Guide for Optometrists, Contact Lens Opticians and Dispensing Opticians (en anglés). Elsevier Health Sciences, 2007.

Meyrowitz, R. A compilation and classification of immersion media of high index of refraction (en anglés). American Mineralogist, 1955.

Morgan, Joseph. Introduction to Geometrical and Physical Optics (en anglés). McGraw-Hill Book Company, Inc, 1953. ISBN 978-0070430754.

Pedrotti, Frank L. Introduction to Optics (en anglés). Pearson Prentice Hall, 2007. ISBN 0-13-149933-5.

Weber, Marvin J. Handbook of Optical Materials (en anglés). CRC Press, 2002. ISBN 978-0849335129.

Zajac, Alfred; Hecht, Eugene; Cummings, Eugene. Optics (en anglés). Pearson Higher Education, 2003. ISBN 978-0-321-18878-6.

Vegeu també[modifica]

Ecuació de Sellmeier

Enllaços externs[modifica]

[indice-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 Els índexs indicats aquí han estat mesurats a la llum del dia, amb una longitud d'ona de 632,8 nm d'un làser d'heli-neó, a temperatura ambient. Les excepcions estan indicades en la columna λ (µm).

[5] Els índexs estan mesurats en la línia D d'heli de λ=587,6 nm.

[7] Nom del vidre al catàleg Schott AG, o indicat entre parèntesis si és diferent.

[10] Mesurat en la línia D d'heli de λ=587,6 nm, que s'utilitza convencionalment en els països anglosaxons.

[11] Mesurat la línia E de mercuri de λ=546,1 nm, que s'utilitza normalment a Europa.

[12] El crown blanc és utilitzat molt freqüentment en les ulleres.

[15] En anglés fused germania per la seva semblança amb el fused silica o vidre de sílice, que té l'estructura similar. El vidre de germani i el vidre de sílice tenen la mateixa base d'un diòxid: un és diòxid de germani (GeO₂) i l'altre és diòxid de silici (SiO₂).

[17] És a dir, una ampolla de vidre del Lipton Ice Tea.

[20] S'han seleccionat les longituds d'ona per donar un punt de referència en cada espectre electromagnètic d'interès en l'ultraviolat, visible i infraroig

[FOOTNOTEWeber2002''63-65''-2] Weber, 2002, p. 63-65.

[FOOTNOTEWeber2002''70-74''-3] Weber, 2002, p. 70-74.

[FOOTNOTEWeber2002''66-70''-4] Weber, 2002, p. 66-70.

[FOOTNOTEWeber2002''229''-6] Weber, 2002, p. 229.

[FOOTNOTEKeirlChristie2007''4''-8] 5,0 ^5,1 ^5,2 ^5,3 ^5,4 ^5,5 Keirl i Christie, 2007, p. 4.

[FOOTNOTEBachNeuroth1998''4,_179''-9] Bach i Neuroth, 1998, p. 4, 179.

[FOOTNOTEBachNeuroth1998''266''-13] 7,0 ^7,1 ^7,2 ^7,3 ^7,4 ^7,5 Bach i Neuroth, 1998, p. 266.

[FOOTNOTEWeber2002''233-234''-14] 8,0 ^8,1 ^8,2 ^8,3 ^8,4 Weber, 2002, p. 233-234.

[criminalistique-16] 9,0 ^9,1 ^9,2 ^9,3 ^9,4 ^9,5 ^9,6 Identification of glass samples by their refractive index (anglès)

[FOOTNOTEWeber2002''295''-18] 10,0 ^10,1 Weber, 2002, p. 295.

[FOOTNOTEWeber2002''296,297,300''-19] Weber, 2002, p. 296,297,300.

[FOOTNOTEWeber2002''381''-21] Weber, 2002, p. 381.

[22] Refractive index and dispersion of normal and heavy water (anglès)

[FOOTNOTEMayrowitz1955''40,_398''-23] Mayrowitz, 1955, p. 40, 398.

[FOOTNOTEZajacHechtCumming2003-24] 15,0 ^15,1 ^15,2 ^15,3 ^15,4 ^15,5 ^15,6 ^15,7 ^15,8 Zajac, Hecht i Cumming, 2003.

[25] Silicon and Oil Refractive Index Standards Arxivat 2010-08-29 a Wayback Machine. (anglès)

[26] Engineering Metrology Toolbox (anglès)

[FOOTNOTEMorgan1953-27] Morgan, 1953.

[FOOTNOTEHodgman1957-28] Hodgman, 1957.

[FOOTNOTEPedrotti2007-29] Pedrotti, 2007.

[refSugar-30] 21,0 ^21,1 ^21,2 Manual for Sugar solution Prism Arxivat 2016-03-03 a Wayback Machine. (anglès)

[FOOTNOTEKeirlChristie2007''197''-31] Keirl i Christie, 2007, p. 197.

[n 1]

[1]

[2]

[3]

[n 2]

[4]

[n 3]

[5]

[6]

[n 4]

[n 5]

[n 6]

[7]

[8]

[n 7]

[9]

[n 8]

[10]

[11]

[n 9]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]