Hogyan jött ki ez a fizikában?

Azok a mértékegység nélküli értékek, amiket kérdezel, az egyes anyagok abszolút törésmutatói. A fény ugyanis különböző sebességgel halad a különböző anyagokban és a terjedési sebességek hányadosa két anyag esetén állandó. Ez a két anyag egymáshoz viszonyított relatív törésmutatója.

Viszont ezzel sok a baj: óriási táblázatok kellenének, ahonnan kiolvasható két tetszőleges anyag relatív törésmutatója. Nem lenne az jó senkinek. Ezért inkább ahhoz a trükkhöz folyamodnak, hogy az anyagok törésmutatóit a vákuumhoz viszonyítják. A vákuumban terjed leggyorsabban a fény, tehát ez jó viszonyítási alap. A vákuumhoz viszonyított relatív törésmutató az abszolút törésmutató. Elegendő minden anyagról ezt az egy adatot feljegyezni és máris összehasonlíthatóak lesznek: két anyag határátmeneténél kiszámolható, mi történik a fénysugárral. Ezek tehát azok az n-nel jelölt számok, amikről nem tudod, mik.

Ezt a 2,4-et a fizikusok számítással határozták meg. Többféle módszer van a számítása. A legkézenfekvőbb az, hogy megmérik a fény terjedési sebességé gyémántban, vízben vagy bármi másban. Ha megkapták, elosztják azt a vákuumbeli c0 sebességgel és megvan az abszolút törésmutató. Viszont ezzel vannak bajok: a fény eléggé gyors, ezért nehéz pontosan mérni a terjedési sebességét. Ezért inkább a Snellius-Descartes-törvényt használják ki: keskeny, monokromatikus fénynyalábot bocsátanak a kérdéses anyagra (jellemzően lézert) és mérik, hogy adott beesési szög mellett mennyire térül el a megtört fénysugár. A törvényt felírva a beesési és törési szög szinuszából megkapható a terjedési sebességek hányadosa, ezzel együtt a törésmutató is.

Kiegészítés az első válaszhoz:

Ezen az animáción jól látszik, hogy mi a kapcsolat a fény sebessége és a fénytörés között:

[link]

Az ábrán felül gyorsabban terjednek a fényhullámok mint alul. A piros vonal merőlegesen köti össze a hullámfrontokat, szóval az mutatja egy foton útját. A lassulás miatt törés lesz benne.