标准状态下空气对可见光的折射率约为1.00029。它随气压、气温和空气成分变化。尤其湿度对于折射率的影响比较大,相应地光速在空气中也随之改变。
影响折射率的因素:
1、离子半径
介质的折射率随其介电常数的增大而增大。而介电常数则与介质极化有关。由于光(电磁辐射)和原子内部电子体系的相互作用,光速被减慢了。
当离子半径增大时,其介电常数也增大,因而n也随之增大。因此,可以用大离子得到高折射率的材料。如硫化铅的n=3.912,用小离子得到低折射率的材料,如四氯化硅的n=1.412。
2、介质材料
折射率还和离子的排列密切相关,各向同性的光学材料,如非晶态(无定型体)和立方晶体时,只有一个折射率。而光进入非均质介质时,一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波,它们分别有两条折射光线,构成所谓的双折射。
这两条折射光线,平行于入射面的光线的折射率,称为常光折射率,不论入射光的入射角如何变化,它始终为一常数,服从折射定律。另一条垂直于入射面的光线所构成的折射率,随入射光的方向而变化,称为非常光折射率,它不遵守折射定律。当光沿晶体光轴方向入射时,只有存在,与光轴方向垂直入射时,达最大值,此值为材料的特性。综上所述,沿着晶体密堆积程度较大的方向较大。
3、内应力
有内应力的透明材料,垂直于受拉主应力方向的n较大,平行于受拉主应力方向的n较小总体来说,材料中粒子越致密,折射率越大。
4、同质异构体
在同质异构材料中,高温时的晶型折射率较低,低温时存在的晶型折射率较高。例如,常温下,石英玻璃的n=1.46,石英晶体的n=1.55;高温时的鳞石英的n=1.47;方石英的n=1.49,至于说普通钠钙硅酸盐玻璃的n=1.51,它比石英的折射率小。提高玻璃折射率的有效措施是掺入铅和钡的氧化物。例如,含90%(体积)氧化铅的铅玻璃n=2.1。
空气的折射率约是1,水的折射率约是1.33。水、空气的折射率由小到大的排列顺序是:空气的折射率<水的折射率。在空气中,分子的距离相当大,因此光在空气中的传播和真空的状况虽然不是完全相同但也十分接近,但是还是存在微小的折射,即其折射率大于1,但非常接近于1。而纯水的折射率约为1.33(水分子间的距离较小),也就是说,光在进入水中时的折射远远大于在进入空气中的时候。光在进入真空中时是直线,而在进入任何其它媒质时都是会发生折射的,同一媒质对不同波长的光,具有不同的折射率,在对可见光为透明的媒质内,折射率常随波长的减小而增大,即红光的折射率最小,紫光的折射率最大。通常所说某物体的折射率和数值多少,是指对钠黄光而言。