折射率

介质的折射率${\displaystyle n}$

虽然折射率影响波长，但它取决于频率，颜色和能量，因此弯曲角度的所得差异导致白光分裂成其组成颜色。这称为分散。可以在棱镜和彩虹中观察到，并且在透镜中可以观察到色差。吸收材料中的光传播可以使用复值的折射率来描述。然后虚部处理衰减，而实部则解释折射。

折射率的概念适用于从X射线到无线电波的全电磁波谱。它也可以应用于声音等波动现象。在这种情况下，使用声速代替光的速度，并且必须选择除真空之外的参考介质。

历史上，折射率最早出现在折射定律(斯涅尔定律)中，${\displaystyle n_1\sin <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_1=n_2\sin <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_2}$。其中，${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_1}$与${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_2}$分别是光在介质界面上的入射角和折射角，两种介质的折射率分别是${\displaystyle n_1}$与${\displaystyle n_2}$。

水波的相对折射率，B水区相对于A水区的折射率，记为${\displaystyle n_{\text{AB}}}$。若A、B两区发生水波的折射，不论是水波由A区折射到B区，或是B曲折射到A区。

此时，在A区的水波波前与交界面夹角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_{\text{A}}}$，而在B区的水波波前与交界面夹角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_{\text{B}}}$，则${\displaystyle n_{\text{AB}}}$定义如下：

${\displaystyle n_{\text{AB}}=\frac{v_{\text{A}}}{v_{\text{B}}}=\frac{\sin <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_{\text{A}}}{\sin <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_{\text{B}}}=\frac{n_{\text{B}}}{n_{\text{A}}}}$

双折射材料的折射率，取决于光的偏振和传播方向。

在相同介质中，不同的波长的光，因为行进速度不同，造成在折射过程中偏折角度不同，其折射率${\displaystyle n(\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->})}$也不同，这叫做光色散。折射率与波长或者频率的关系称为光的色散关系。常用的折射率有：

${\displaystyle n=A+\frac{B}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2}+\frac{C}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^4}}$

${\displaystyle n=A+\frac{B}{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}+\frac{C}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^{3.5}}}$

${\displaystyle n=A+B\ast <!--\; \ast \; -->{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2+\frac{C}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2-<!--\; -\; -->{\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}}^2}+\frac{C}{({\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2-<!--\; -\; -->{\mathrm{\delta <!--\; \delta \; -->}}^2{)}^2}}$

${\displaystyle n=A+\frac{B}{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}+\frac{C}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2}+\frac{D}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^4}+\frac{E}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^6}+\frac{F}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^8}}$

${\displaystyle N^2-<!--\; -\; -->1=\frac{A\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2-<!--\; -\; -->D}+\frac{B\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2-<!--\; -\; -->E}+\frac{C\cdot <!--\; \cdot \; -->{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2}{{\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}}^2-<!--\; -\; -->F}}$

另外不透明的物体的折射率也是可以测量的，在图形学中，可以使用不同的折射率来渲染金属或者塑料这样的不同的反射效果。

${\displaystyle \stackrel{~<!--\; ~\; -->}{n}=n+i\mathrm{\kappa <!--\; \kappa \; -->}}$复折射率的实部即为寻常的折射率，而虚部则称为消光系数（extinction coefficient），表示电磁波进入材料后的衰减量。