1.1. A fény terjedése, a törésmutató fogalma
Ahhoz, hogy megértsük, hogyan lehet az üveget átviteli közegként felhasználni, belőle fényvezető kábeleket készíteni, először meg kell vizsgálni, hogyan viselkedik a fény, ha egy másik törésmutatójú anyagba lép át. A fénynek a vákuumban mért sebessége már ismert: c = 299792,5 km/s, mely kerekítve 3˙108 m/s.
Optikai közegben a fény sebessége mindig kisebb a vákuumban mért sebességnél, és fordítottan arányos a törésmutatóval:
Ebből következik, hogy a fény a különböző törésmutatójú közegben különböző sebességgel halad, és a sebességek fordítottan arányosak a törésmutatókkal:
A törésmutató az optikai közeg sűrűségét határozza meg a vákuuméhoz viszonyítva. Ebből következik, hogy a vákuum törésmutatója definíció szerint: nvákuum = 1. Sokan a levegő törésmutatóját veszik 1-nek, pedig - sűrűbb anyagról lévén szó - nagyobb, mint 1. Mivel az eltérés csak minimális, így nagy hibát ekkor sem követünk el.
Példaként néhány anyag törésmutatója:
Anyag megnevezése |
Törésmutató értéke |
levegő |
1,003 |
víz |
1,3 |
kvarcüveg |
1,5 |
szilícium kristály |
3,5 |