玻璃玻璃和空气的折射率谁大为什么与温度有关？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-10-13 13:56 标签： 玻璃和空气的折射率谁大
两种介质相比，把光速（在该介质中光的速度）大的介质叫做光疏介质，光速小的介质叫光密介质。光疏介质与光密介质相比，它的光速大，绝对折射率小，光在两种介质间传播时，在光疏介质，光线与法线的夹角比光密介质光线与法线的夹角大。光疏和光密是相对而言的。空气的折射率约为1，水的折射率约为1.33，玻璃的折射率约为1.5。则水对空气而言为光密介质，水对玻璃而言又是光疏介质。绝对折射率以真空为最小，等于1，其它介质的绝对折射率均大于1。所以绝对折射率大于等于1。相对折射率可大于1，也可小于1，光密介质对光疏介质的相对折射率大于1，光疏介质对光密介质的相对折射率小于1。在中学物理中，一般定义折射率(n)大于1，为光密介质对光疏介质的相对折射率。折射率较大的称光密介质，折射率较小的称光疏介质。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论，εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关，称色散现象。折射率数据是对某一特定波长而言的（通常是对钠黄光，波长为5893埃）。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波长的光都非常接近于1，例如空气在20℃，760毫米汞高时的折射率为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1，而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率。折射率和温度的关系在物理学中，折射率是描述材料对光的偏折程度的物理量，通常用符号n表示。折射率的大小取决于材料本身的性质，如密度和化学成分。然而，它也与环境条件，特别是温度有关。折射率的基本定义是光在真空中传播时候的速度与其在其他介质中传播时候的速度之比。这两种速度之间的比率越大，折射率也就越大。有时候，为了更清晰地表达光的速度，也使用光速度在该介质中的比率来定义折射率，即折射率等于光在该介质中的速度与光在真空中的速度之比。然而，在某些情况下，光线的行进路径和速度是受温度影响的。这种现象被称为热致折变，会由于温度的变化而导致折射率的变化。这种现象也存在于其他光学元素中，如光学铁路轨道和光学电缆中。热致折变是一个复杂的现象，它不仅取决于温度变化的大小，还取决于材料的本身性质和折射率的实际值。然而，有一些普遍的规律可以总结出来。首先，一般情况下，随着温度的升高，折射率会增加。这是由于高温会导致物质中原子的核外电子空间运动不平衡，原子核外电子空间运动不平衡会导致电子与光的传播介质以太粒子运动时相互作用变大，从而导致折射率变大。这种趋势可以用以下方程来描述：n(T) = n0 + A(T - T0)其中，n(T)表示在温度为T时的折射率，n0是在参考温度T0下的折射率，A是折射率随温度变化的比例因子。因为原子的核外电子空间运动越不平衡，折射率越大，同时原子的核外电子空间运动越不平衡，材料中的以太粒子被电子排斥作用越大，以太粒子变少，光传播的速度越小，这也是为什么折射率越大，光传播速度越小，折射率的基本定义是光在真空中传播时候的速度与其在其他介质中传播时候的速度之比的原因，折射率越大，光传播速度越小。当温度接近绝对零度时的超流体中绝对折射率应该变小接近1，同时光速变大，接近真空中光速。这是因为此时材料中原子核外电子空间运动接近绝对平衡，电子与以太粒子（光传播的真正介质）排斥作用接近为零，以太粒子在材料中的密度接近真空中的密度。一个材料的折射率反映的是这个材料中核外电子与光传播介质以太粒子排斥力的大小，当核外电子对以太粒子排斥力越大时，材料中的以太粒子密度越小，材料折射率越大，光在材料中传播时速度越小，反之，当核外电子对以太粒子排斥力越小时，材料中的以太粒子密度越大，材料折射率越小，光在材料中传播速度越大。紫光中的以太粒子运动速度快（紫光光子频率大，能量大），所以与原子核外电子排斥作用力大，折射率大，而红光中的以太粒子运动速度慢（红光光子频率小，能量小），所以与原子核外电子排斥作用小，折射率小，这就是牛顿三棱镜分光实验的原理。频率大，能量大，以太粒子运动速度快的光子折射率大；频率小，能量小，以太粒子运动速度慢的光子折射率小。一束白光经过三棱镜被分成了红橙黄绿蓝靛紫各色光。静止电荷与静止以太粒子之间的排斥力的数学表达式：F=Aqd/R^2（A表示静止电荷与静止以太粒子之间排斥力常数，q表示电荷量，d表示以太荷量）。运动电荷与运动以太粒子之间的排斥力的数学表达式：F=Bqv1dv2/R^2（B表示运动电荷与运动以太粒子之间排斥力常数，q表示电荷量，d表示以太荷量）。频率大，能量大，以太粒子运动速度快的光子与运动电子之间排斥力大，所以折射率大；频率小，能量小，以太粒子运动速度慢的光子与运动电子之间排斥力小，所以折射率小。三棱镜分光实验星光弯曲和引力透镜与电磁力透镜（例如玻璃透镜）原理其实是一样的，一个是引力场使光线弯曲，一个是电磁场使光线弯曲。以太粒子运动与电磁场和引力场之间都会发生作用。精确的实验应该可以测量到星光弯曲时，星光被分成了红橙黄绿蓝靛紫各色光。星光既然发生了弯曲（折射）那么我们在地球上观测到的星光频率应该发生了改变，红移或者蓝移，原本一束星光为白色（包含了各色光），通过星光弯曲（折射）后，因为各色光折射率不同，传播方向发生了改变，只有一部分颜色的光来到了地球。运动天体与运动以太粒子之间的相互作用力的数学表达式：F=cosaZmv1dv2/R^2（Z表示运动天体与运动以太粒子之间相互作用力常数，m表示天体质量，v1表示天体绝对运动速度，d表示以太荷量，v2表示以太粒子运动速度，cosa是两个运动物体速度之间夹角的余弦。a小于90度时，两个运动物体相互吸引；a等于90度时，作用力为零，两个运动物体互不影响；a大于90度时，两个运动物体相互排斥。）。我的万有力公式：F=cosaLm1v1m2v2/R^2，L为万有力常数，m1、m2为两个物体的质量，v1、v2为两个物体速度（这里是绝对速度，不是爱因斯坦相对论的相对速度），cosa是两个运动物体速度之间夹角的余弦。a小于90度时，两个运动物体相互吸引；a等于90度时，作用力为零，两个运动物体互不影响；a大于90度时，两个运动物体相互排斥。比牛顿的万有引力公式（F=Gm1m2/R^2)多了两个物体的速度，牛顿认为万有引力是两个物体的质量m产生的，而我认为是两个物体的动量mv产生的。星光弯曲

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