Warum hängt der Brechungsindex von der Wellenlänge ab? [Duplikat]

Warum werden unterschiedliche Wellenlängen in unterschiedlichen Materialien mehr oder weniger behindert? Sich mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen, aber eine größere physische Entfernung würde bedeuten, dass die Felder im Material weniger oft oszillieren, aber ich weiß nicht, warum ein Unterschied in der Anzahl der Oszillationen die Welle behindern würde - ich weiß nicht einmal, warum Dinge allgemein verlangsamen. Warum sich eine elektromagnetische Welle verlangsamen würde, nur weil sie in andere elektromagnetische Felder eintritt ... Mir scheint, dass der einzige Faktor die Zeit wäre, die benötigt wird, um ein Elektron oder etwas in Richtung der Felder zu bewegen ... Aber das scheint so zu sein einfach eine Erklärung für mich.

Ich stelle fest, dass das OP nach der Wellenlänge fragt, aber die Antwort bezieht sich auf die Frequenz. Das hat bei mir geklingelt. Ich denke, was das OP wirklich bedeutet, ist Frequenz; die Unterscheidung wird normalerweise ignoriert. Es gibt jedoch einen Unterschied. In Systemen, die eine nicht lokale Reaktion auf treibende Felder haben, kann die Dielektrizitätskonstante (oder was auch immer) getrennt von der Abhängigkeit von der Frequenz von der Wellenlänge abhängen. Die nicht-lokale Antwort ist normalerweise (aber nicht immer) ignorierbar. Mehr in diesem Wikipedia-Artikel

Antworten (1)

Sie haben tatsächlich den Grund für die Brechungsindexänderung angegeben. Es hängt mit der Bewegung von Elektronen in Richtung der Felder zusammen. NB - Dispersion ist ein komplexes Phänomen, daher wird dies zwangsläufig eine Erklärung sein, die mit dem Arm wedelt - nehmen Sie es nicht zu wörtlich!

Es gibt eine Diskussion des Phänomens in diesem Artikel . Grundsätzlich bringt das oszillierende elektrische Feld der Lichtwelle Elektronen im Medium zum Schwingen. Diese Elektronen haben jedoch typischerweise eine Eigenschwingungsfrequenz, die nicht mit der Frequenz des Lichts übereinstimmt, sodass wir tatsächlich einen angetriebenen harmonischen Oszillator habenund die Phase der Elektronenschwingungen unterscheidet sich von der Phase der Lichtwelle. Diese Phasendifferenz ist für den Brechungsindex verantwortlich. Die schwingenden Elektronen senden Licht aus, das gegenüber dem ursprünglichen Licht phasenverschoben ist und dieses daher stört. Typischerweise verlangsamt dies das Licht und führt zu einem Brechungsindex von mehr als eins, aber in der Nähe von Resonanzfrequenzen (z. B. an Absorptionslinien) kann sich der Brechungsindex schnell ändern und tatsächlich kleiner als eins sein.

Der Grund, warum sich der Brechungsindex mit der Frequenz des Lichts ändert, liegt darin, dass Sie sich beim Ändern der Lichtfrequenz (normalerweise) entweder auf die Eigenfrequenz der Elektronen zu oder von ihr weg bewegen und sich die Phasendifferenz ändert. Typischerweise würden Sie erwarten, dass der Brechungsindex in der Nähe einer Resonanz so aussieht:

Brechungsindex

Später:

In einer anderen Frage hat gerade jemand diese Frage zitiert . Die Antwort gibt eine mathematischere Beschreibung des Phänomens. Hätte ich diese Frage entdeckt, hätte ich Ihre Frage wahrscheinlich als Duplikat gekennzeichnet (obwohl meine Antwort hier laienfreundlicher ist! :-).

Wie kann der Brechungsindex kleiner als 1 sein? Dies würde bedeuten, dass die Geschwindigkeit größer als das Licht ist.
Es würde eine Phasengeschwindigkeit bedeuten, die schneller als Licht ist, ja. Phasengeschwindigkeiten, die schneller als Licht sind, verletzen jedoch nicht die spezielle Relativitätstheorie und sind tatsächlich ziemlich häufig. Wenn der Brechungsindex kleiner als Eins ist, weil die Phasengeschwindigkeit größer als ist c dies wird als anomale Dispersion bezeichnet. Weitere Informationen finden Sie im Wikipedia-Artikel über Dispersion .
Warum hängt der Brechungsindex von der Wellenlänge ab? [Duplikat]
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v