Bedeuten Begriffe wie „Radiowelle“, „Ultraviolett“, „Röntgen“ in Materie dasselbe wie in Vakuum/Luft?

Normalerweise verwende ich Begriffe wie "Radiowelle", "Mikrowelle", "Röntgen" usw., um mich auf Bereiche elektromagnetischer (EM) Frequenzen zu beziehen ( F = 2 π / ω ) oder Wellenlängen ( λ = 2 π / k ) in Luft oder im Vakuum, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit ungefähr gleich der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist ( v ≈ C ) und die Dispersionsrelation ist ω = C k . In der Sache aber F ( λ ) ist anders als im Vakuum (z. B. für das Drude-Metall, ω = ( C 2 k 2 + ω P 2 ) 1 / 2 , mit Plasmafrequenz ω P ).

In der Literatur (oder auf Wikipedia für verschiedene Sprachen) scheinen sich Begriffe wie „Ultraviolett“ manchmal auf Wellenlängenbereiche und manchmal auf Frequenzbereiche zu beziehen. Für das Vakuum-EM-Spektrum gibt es eine feste Entsprechung, daher gibt es keine Mehrdeutigkeit.

Halten sich Physiker, wenn sie sich auf EM-Wellen in Materie beziehen, daran, die gleichen Begriffe (z. B. „Ultraviolett“) zu verwenden, um sich auf die gleichen genauen numerischen Werte für die Frequenz- und Wellenlängenbereiche zu beziehen, wie sie für das Vakuum-EM-Spektrum definiert sind? In diesem Fall, welchen numerischen Wert man auch immer hat F oder λ (sogar für Wellen in Materie) könnten diese Werte immer noch als im „sichtbaren“, „ultravioletten“, „Mikrowellen“-Bereich usw. bezeichnet werden, obwohl die beschriebene EM-Welle ein anderes Dispersionsverhältnis als eine Vakuum-EM-Welle hat.

Vielleicht bin ich es nur, aber es scheint falsch zu sein, ständig die Vakuumdispersionsbeziehung zu verwenden, um Wellenlängen in Frequenzen umzuwandeln oder umgekehrt (z. B. wenn die Begriffe "sichtbar", "ultraviolett" usw. in einem Stück Literatur verwendet werden). , wenn es eigentlich darum geht, Wellen mit einem anderen Dispersionsverhältnis zu beschreiben.

Diese Verwirrung macht es etwas schwierig, einige Texte wie [Mori, Electronic Properties of Organic Conductors, 2016, p. 120] .

Bringst du da nicht etwas durcheinander? EM-Wellen zeichnen sich durch ihre Frequenz aus, die unabhängig vom Material ist (obwohl Sie dann rechnen ω ( k ) , weil es sich natürlicher aus der Theorie ergibt, aber die Frequenz "unveränderlich" ist). λ und daher k Innenmaterialien ändern, und die Wechselwirkung ist immer in Funktion ω . Die Interaktion kann immer durch einen komplexen Begriff definiert werden, abhängig von ω . Und ja, Physiker sprechen immer von Frequenz und, wenn ein Name genannt wird, Vakuumwellenlänge, weil wir sie nicht in Materialien messen können. Aber die Frequenz ändert sich nicht!
Zum Beispiel kann die von Ihnen gepostete Plasmafrequenz eq aufgelöst werden ω . Und diese Frequenz ist im Vakuum und in Ihrem Material gleich. dh. Diese Beziehung finden Sie, wenn Sie ein EM-Feld mit (Vakuum) beleuchten ω Dort. Sie bleibt für diese Beziehung unverändert.
k ändert sich aber...
Eine andere Möglichkeit, sich daran zu erinnern, ist die E = ℏ ω . Dann sehen Sie, dass seine Energie/Frequenz den Namen und dann die Vakuumwellenlänge definiert.

Antworten (1)

Die Einteilung des EM-Spektrums in Spektralbereiche ist unabhängig vom Medium - aber wenn das Medium ein Dispersionsverhältnis hat, das sich signifikant genug vom Vakuum unterscheidet, um einen Unterschied zu machen, erfolgt die Klassifizierung in Bezug auf die Frequenz (die in jedem Medium gleich ist ) anstelle der Wellenlänge (was, wie Sie bemerkt haben, nicht der Fall ist).

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