介绍
折射率是光学科学中的基本概念之一。与体积和密度一样，折射率是所有材料的基本属性。然而，不仅用于光学的材料具有折射率。例如，水的折射率为1.33，空气的折射率约为1.0。
在今天的文章中，我们将深入讨论折射率。这篇文章的数学内容有点繁重，但如果您想阅读简短的版本，我们在这里准备了一个小摘要：
了解折射率的五个基本要素
折射率是大于1.0的正无量纲数
它可以帮助你计算光在物质内部传播时的速度
材料的折射率随温度而变化
对于不同的颜色，材质将具有不同的折射率值。
科学家已经能够制造出具有负折射率的材料。
折射率综述
折射率的基本定义是，它是一个无量纲数，将介质中的光速与真空中的光速联系起来。一般来说，它可以用以下等式表示：
其中n是折射率，v是材料中的光速，c是真空中的光速。从这个简单的公式可以导出一些重要的性质。
1.-因为我们不能超过真空中的光速，n总是大于1
2.-折射率始终为正
波长依赖性
然而，这个等式并不完整。例如，我们知道每个波长经历不同的折射率，但在上面的方程中我们看不到波长依赖性。因此，有必要扩展我们的简单公式来解释这些变化。这就是柯西方程的目的
其中n是折射率，l是真空中光的波长，A、B和C是通过直接测量获得的系数。Couchy方程通常简化为前两项，因此只需计算A和B系数。虽然柯西方程比原始方程更精确，但它仅在可见光范围内有效，并且仅适用于色散较低的材料。在Sellmeier方程中可以找到对该方程的改进：
这个方程式的一个重要区别是，总和中的分母代表特定波长的吸收线。当工作波长远离这些吸收线时（即l>>C），Sellmeier方程简化为：
这就引出了折射率的另一个重要性质，即它和介电常数和磁导率的关系。
麦克斯韦方程组
利用麦克斯韦方程组，我们可以推导并表示电磁波在介质中的速度，从而得出以下表达式：
式中，r是介电常数，r是磁导率（对于光学波长的非磁性材料，通常值为1）。在吸收材料中，可能存在导致复折射率的复介电常数
当谈到照明或成像透镜的设计时，我们有大量的玻璃目录可供选择。选择合适的材料可能是一项艰巨的任务，而且没有标准的程序。
选择合适的玻璃或塑料材料将取决于几个因素，如工作波长、系统运行的温度范围、研磨材料的存在、机械应力、材料成本、玻璃熔化频率等。选择合适的镜头部分是艺术部分是科学，这在很大程度上取决于光学工程师的设计经验. 肖特的玻璃目录，像这样的除了折射率，通常还包括几个参数，这些参数可以帮助光学工程师选择正确的材料。一旦选择了正确的透镜材料，我们需要在透镜示意图中指定折射率公差，如图底部所示透镜制造图纸说明指南。
