Physik - Kaleidoskop

Brechungsindex 36
Physikalische Grundlagen
Die Bezeichnung „Brechungsindex“ kommt vom Begriff Brechung und
seinem Auftreten im Snelliusschen Brechungsgesetz. Zusätzlich hat
diese physikalische Größe keine Einheit und ist somit eine
dimensionslose Zahl. Der Brechungsindex gibt das Verhältnis der
Vakuumlichtgeschwindigkeit zur Ausbreitungsgeschwindigkeit
des Lichts im Medium an:
Einfluss des komplexen Brechungsindex eines
Materials ( auf das
Reflexionsverhalten eines Lichtstrahls beim
Auftreffen auf die Grenzfläche Luft/Material
Verlauf des wellenlängenabhängigen komplexen
Brechungsindex im visuellen Bereich für einen
Halbleiter mit Bandübergängen in diesem
Bereich
Zur Berücksichtigung weiterer Effekte, wie der Absorption der Welle im Medium, kann der Brechungsindex auch
als komplexe Zahl angegeben werden. Hierbei sind unterschiedliche Symboliken gängig:
wobei die Lichtgeschwindigkeit im Medium festlegt, die Kreisfrequenz (2π·Frequenz) der Strahlung,
der wellenlängenabhängige Extinktionskoeffizient und der wellenlängenabhängige
Absorptionsindex des Materials ist.
Der Brechungsindex ist frequenz- und damit auch wellenlängenabhängig. Dieser als Dispersion bezeichnete Effekt
ermöglicht beispielsweise die Zerlegung von weißem Licht in seine Spektralfarben an einem Prisma. Die
Frequenzabhängigkeit des (komplexen) Brechungsindex in Materie kann recht gut über das Modell des
Lorentz-Oszillators beschrieben werden.