¿El índice de refracción de los materiales depende del grosor?

El índice de refracción se define en términos de la velocidad de la luz en el medio en relación con la del vacío, por lo que es naturalmente independiente del grosor. Mientras el material sea uniforme, la velocidad también lo es, por lo que en la medición implícita de la velocidad en la medición del índice de refracción, el tiempo de viaje se escala con el grosor y siempre da un valor de velocidad constante. Dado que la velocidad depende principalmente de la constante dieléctrica, puede tomar eso como un proxy y se aplican los mismos principios.

Ahora bien podría ser que la velocidad y / o la constante dieléctrica no sean particularmente constantes, especialmente en las pocas capas de átomos cerca de cada superficie, y luego es cuestión de gustos cómo describir la situación. Si tiene suficiente información, lo ideal sería describir el índice de refracción en función de la posición a través del medio en función de las propiedades en función de la posición. Sin embargo, parece que el documento solo está calculando valores efectivos de constante dieléctrica basados ​​en la capacitancia total, lo cual es perfectamente razonable.

No. El índice de refracción de un medio depende únicamente de sus propiedades eléctricas y magnéticas.

La velocidad de la luz en un medio particular,

[matemáticas] v = \ frac {1} {\ sqrt {\ mu \ epsilon}} [/ matemáticas]

Donde [math] \ mu [/ math] es la permeabilidad magnética del medio y [math] \ epsilon [/ math] es la permitividad del medio. Dado que la velocidad de la luz en el medio depende solo de estas dos cantidades, y estas cantidades no se ven afectadas por ningún otro parámetro, el índice de refracción absoluto de un medio es una constante y depende solo de sus propiedades eléctricas y magnéticas.

Si y no.

El índice de refracción del vidrio de la corona no varía con el grosor. Pero puede fabricar lentes que exhiban esta propiedad.

Este campo de estudio se llama óptica de índice de gradiente o GRIN. Un ejemplo en la naturaleza es el espejismo del agua que se ve en una carretera en un día caluroso. Hay un gradiente de índice de refracción en la atmósfera debido a las diferentes densidades cerca de la superficie y por encima de ella.

En realidad, no existe una relación específica entre el grosor del material con el del índice de refracción. El índice de refracción se puede encontrar a partir de la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la sustancia.

n = c / v

Pero uno puede calcular el grosor del material por la fórmula

índice de refracción (n) = espesor real / espesor aparente

El índice de refracción es una propiedad del material. No depende del grosor del vidrio. El índice de refracción es una de las constantes ópticas para un material, se puede calcular a partir de otras propiedades del material como la densidad de electrones, etc. y, como tal, no debe variar con el grosor del material.

Aunque las cosas pueden ponerse muy interesantes cuando el tamaño del material es comparable o menor que la longitud de onda de la luz. En esos casos, la refracción / transmisión (refracción no índice de refracción) se convierte en función del grosor del material, por ejemplo: dispositivos plasmónicos, revestimiento antirreflectante, etc.

El índice de refracción de cualquier material no se ve afectado por su grosor, pero sí se ve afectado por su densidad.

Más densidad dará como resultado un índice de refracción más alto. Por lo tanto, el material más denso tendrá un índice de refracción más alto que cualquier material más raro.

Los filtros de película delgada son un ejemplo de una estructura que se basa en la diferencia en el índice de refracción entre las capas apiladas con un espesor de menos de una longitud de onda de luz. Dicho esto, me pregunto si el índice de refracción es realmente una propiedad material significativa o importante en una fracción de onda tan pequeña como usted propone. Quizás una interacción con el sustrato debajo del TiO2 tiene una mayor influencia sobre lo que sucede con la luz que pasa a través de la capa de TiO2.

Mientras el material sea homólogo de una sola fase, el índice de refracción no depende del grosor. Sin embargo, cuando se habla de películas delgadas, la estructura de las delgadas puede no ser la misma. Me hicieron de varias fases como en películas delgadas de dióxido de titanio. Incluso si es monofásico, puede tener defectos como defectos puntuales que pueden cambiar de arriba a abajo. Esto puede cambiar un poco el índice de refracción.

No lo creo. Un índice de refracción está relacionado con la forma en que la luz se dobla cuando se encuentra con otro medio. Por lo tanto, dependería de los ángulos creados donde la luz va de un medio a otro, no del grosor.