Brechungsindex

Der Brechungsindex bezeichnet eine dimensionslose physikalische Größe, die angibt, um welchen Faktor sich Licht in einem Medium langsamer ausbreitet als im Vakuum. Er ist definiert als das Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (rund 299.792 km/s) zur Phasengeschwindigkeit des Lichts im jeweiligen Material. Im Vakuum beträgt der Brechungsindex exakt 1; in Glas liegt er je nach Zusammensetzung typischerweise zwischen 1,45 und 1,9.

In der astronomischen Optik ist der Brechungsindex entscheidend für die Konstruktion von Linsenteleskopen (Refraktoren). Trifft Licht schräg auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien unterschiedlicher Brechungsindizes, wird es nach dem Snelliusschen Brechungsgesetz abgelenkt. Dieser Effekt ermöglicht es, Licht durch Sammellinsen auf einen Brennpunkt zu lenken.

Ein Problem in der Praxis ist die chromatische Aberration: Da der Brechungsindex von Glas wellenlängenabhängig ist (Dispersion), werden verschiedene Farben unterschiedlich stark gebrochen und treffen an leicht versetzten Punkten zusammen, was zu Farbsäumen am Bild führt. Moderne achromatische oder apochromatische Linsensysteme kombinieren Glastypen mit unterschiedlicher Dispersion, um diesen Fehler zu minimieren. Spiegel sind dagegen nicht brechungsindexabhängig und weisen keine chromatische Aberration auf.