为什么不同频率的光在某些介质的传播速率不同

2个回答

  • 自然光通过棱镜后会出现色散现象,这就已经说明 介质的折射率 与光的波长有关.通常折射率随着波长的减小而增加.因此 自然光经过棱镜后,紫光偏转最大,红光最小.

    光从介质1进入介质2,频率保持不变.同时

    折射率1/折射率2 = 速度2/速度1

    在真空中 折射率1=1.000……,速度1=光速 c.

    介质中,折射率 > 1.因此在介质中,光速与真空情况相比减小.

    由于介质的折射率 随光波的波长不同而不同,因此出现了色散现象,同时也说明了不同颜色的光在介质中 传播速度不同.

    因此,你的提问 可以初步通过 折射率 随频率的不同而不同得到解释.

    然而,你可能继续问了:为什么 折射率 会因为 光波波长的不同而不同?

    要回答这个问题,需要更深的知识了.不知道你的学历水平,但我还是试验下,希望你能大概听懂.

    对于非铁磁物质,磁导率为1.这时

    折射率 = 根号下 eps .

    这里 eps 代表介质的相对介电常数.这个公式可由麦克斯韦方程推出.你直接承认.

    介质的介电常数 eps = 1+ x

    x 为 介质的极化率

    x=P/E

    E为总电场强度(外电场+介质极化后的内电场,即极化电场强度) P为极化电场强度.

    对于无极分子,正点中心与负电中心重合.

    而在外电场作用下,两个中心会分离,正点中心向低电势方向位移,负电中心向高电势方向位移.因为 异性电荷吸引,同性电排斥.

    正负电中心的分离导致极化电场强度的出现.

    光是什么?是电磁波.有电矢量和磁矢量.不同频率的光 具有不同的能流密度,不同的电矢量.在电矢量的作用下,光可以导致物质的极化,虽然程度很小.

    红光导致的极化弱于紫光.……,所以,红光和紫光在相同物质中的折射率不同.所以速度不同.