Formel Lichtausbreitung im Medium Lichtgeschwindigkeit im Medium Brechungsindex Lichtgeschwindigkeit
$$c_{\text m} ~=~ \frac{c}{n}$$ $$c_{\text m} ~=~ \frac{c}{n}$$ $$n ~=~ \frac{c}{c_{\text m}}$$ $$c ~=~ n \, c_{\text m}$$
Lichtgeschwindigkeit im Medium
$$ c_{\text m} $$ Einheit $$ \frac{\mathrm m}{\mathrm s} $$ Lichtgeschwindigkeit im Medium ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Licht in einem Medium (z.B. Luft, Wasser, Glas) ausbreitet. Da der Brechungsindex \( n \ge 1 \) ist, ist die Lichtgeschwindigkeit im Medium kleiner als im Vakuum.
Brechungsindex
$$ n $$ Einheit $$ - $$ Brechungsindex ist charakteristisch für ein durchsichtiges Medium, durch welches das Licht geschickt wird. Vakuum hat den Brechungsindex \( n = 1 \). Luft hat näherungsweise \( n = 1.0003 \). Wasser \( n = 1.33 \). Quarzglas \( n = 1.46 \).
Brechungsindex ist nicht immer konstant, sondern kann beispielsweise von der Frequenz des verwendeten Lichts abhängen; aber auch von der Lichtintensität, von der Lichtpolarisation und vom Einfallswinkel. Im Allgemeinen ist der Brechnungsindex komplexwertig (im Sinne von komplexen Zahlen), wobei der imaginäre Anteil des Brechungsindex, Lichtabsorption beschreibt. Der imaginäre Anteil kann nur bei durchsichtigen Medien vernachlässigt werden, weil durchsichtige Medien das Licht quasi komplett durchlassen, ohne es zu absorbieren.
Vakuumlichtgeschwindigkeit
$$ c $$ Einheit $$ \frac{\mathrm m}{\mathrm s} $$ Lichtgeschwindigkeit ist eine Naturkonstante und gibt an, wie schnell sich das Licht im leeren Raum (Vakuum) ausbreitet. Sie hat den folgenden exakten Wert im Vakuum:$$ c ~=~ 299 \, 792 \, 458 \, \frac{ \mathrm{m} }{ \mathrm{s} } $$