Índice de refracción

Nunha primeira aproximación, pódese dicer que o índice de refracción (n) é unha magnitude física adimensional que relaciona a velocidade da luz nun medio (v) coa que ten no baleiro (c):

n = c/v

En medios non absorbentes, toma valores reais superiores ou iguais a 1 (caso do baleiro, e de xeito aproximado tamén de medios coma o aire). É, daquela, un factor que dá conta da ralentización que sofre a luz, ou en xeral unha onda electromagnética nun medio. Cando se trata de medios absorbentes, toma valores complexos, presentando unha parte imaxinaria (chamada coeficiente de extinción) que dá lugar á atenuación exponencial que sofre a luz ao se propagar por este tipo de medios.

O índice de refracción dun medio é distinto para radiación de diferentes frecuencias de oscilación. Isto é a causa da denominada dispersión cromática, que provoca a deformación do perfil temporal dun pacote de ondas no transcurso do tempo.

Así, cando se considera radiación non monocromática, defínense o índice de fase (n_f) e máis o índice de grupo (n_g), pero tomando como velocidade no medio a velocidade de fase (v_f) e a velocidade de grupo (v_g) respectivamente. O índice e a velocidade de fase son diferentes para cada frecuencia, están asociados a cada onda electromagnética que fai parte dun pacote, mentres que o índice e a velocidade de grupo se definen para forneceren unha medida da ralentización e a velocidade do pacote completo.

Como se víu, o índice de refracción ven caracterizar a propagación dunha onda electromagnética nun medio material. Por isto está relacionado tamén coa permitividade eléctrica ε_r e a permeabilidade magnética μ_r mediante a expresión:

$n={\sqrt {\epsilon _{r}\mu _{r}}}$