Rechner für den relativen Brechungsindex

Der relative Brechungsindex beschreibt den optischen Index eines Mediums im Vergleich zu einem anderen und nicht zum Vakuum. Geben Sie den absoluten Brechungsindex des ersten Mediums als n1 und den des zweiten als n2 ein. Der Rechner teilt n2 durch n1 und zeigt, ob Medium zwei optisch dichter, optisch dünner oder gleich dem ersten ist. Dies unterstützt die Prüfung von Grenzflächen, Berechnungen nach dem Snelliusschen Gesetz, Materialvergleiche sowie reproduzierbare Ergebnisse für Unterricht und Softwaretests.

Bedeutung des relativen Brechungsindex

Ein absoluter Brechungsindex vergleicht die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit ihrer Geschwindigkeit in einem Material. Der relative Brechungsindex vergleicht dagegen zwei Medien unmittelbar. Für Medium zwei relativ zu Medium eins lautet die Definition n relativ = n2 / n1.

Die Reihenfolge ist entscheidend: Werden die Medien vertauscht, entsteht der Kehrwert. Ist Luft Medium eins mit einem Index nahe eins und Glas Medium zwei mit einem Index nahe eins Komma fünf, beträgt der relative Index ungefähr eins Komma fünf. Steht Glas an erster und Luft an zweiter Stelle, liegt das Ergebnis nahe zwei Dritteln.

Ein Wert über eins bedeutet, dass Medium zwei den höheren absoluten Index besitzt und nach üblicher Bezeichnung optisch dichter ist. Ein Wert unter eins kennzeichnet es als optisch dünner. Genau eins bedeutet gleiche Indizes.

Das Verhältnis ist dimensionslos, da beide Eingaben dimensionslos sind. Verwenden Sie Werte, die unter vergleichbaren Bedingungen ermittelt wurden, insbesondere bei derselben Wellenlänge. Reale Materialien können dispersiv sein; ihre Indizes können sich außerdem mit Temperatur, Zusammensetzung oder Druck ändern.

Eingabe der Medien und Auswertung des Ergebnisses

Tragen Sie n1 für das erste Referenzmedium und n2 für das zweite Medium ein, dessen Index relativ zum ersten bestimmt werden soll. Beide Felder sind erforderlich und müssen endliche Zahlen größer als null enthalten. Der Rechner prüft diese Voraussetzungen vor der Division.

Beispielsweise ergeben n1 gleich eins und n2 gleich eins Komma fünf den Wert eins Komma fünf. Bei umgekehrter Eingabe liegt das Ergebnis ungefähr bei null Komma sechs sechs sieben. Diese Funktion berechnet ausschließlich n2 / n1.

Sie ermittelt keinen unbekannten absoluten Index, ruft keine Materialdaten ab, berechnet keinen Brechungswinkel und wählt die Ausbreitungsrichtung nicht für Sie. Kennzeichnen Sie beide Medien daher vor dem Absenden bewusst.

Einsatz des Verhältnisses in Optik und Automatisierung

Der relative Index dient häufig als Zwischenwert bei Aufgaben zu Brechung und Grenzflächen. Er hilft Ihnen, eine Rechnung nach dem Snelliusschen Gesetz zu strukturieren, Kern und Mantel zu vergleichen, die Ablenkungsrichtung eines Strahls zu prüfen oder sicherzustellen, dass zwei Implementierungen dieselbe Reihenfolge verwenden. Der Rechner ist besonders nützlich, wenn vertauschte Werte n1 und n2 ein plausibles, aber falsches Resultat erzeugen würden: Die Ausgabe wiederholt beide Eingaben und benennt ihre Beziehung, sodass die Konvention in Protokollen und Testfällen sichtbar bleibt.

Der Browser eignet sich für schnelle Kontrollen in Unterricht, Labor oder Konstruktion. Der Algorithmus verwendet weder Netzwerk noch Materialdatenbank, Sprachmodell, Zufall oder Uhrzeit. Gleiche numerische Eingaben erzeugen daher gleiche Ausgaben.

Das Verhältnis allein beschreibt keine Absorption, Doppelbrechung, Dispersion, Geometrie, Polarisation oder Mehrschichtstruktur. Für einen physikalisch sinnvollen Vergleich beziehen Sie beide Indizes bei derselben Wellenlänge und unter gleichwertigen Umgebungsbedingungen und behalten Sie die vorgesehene Reihenfolge bei der Auswertung bei.