Почему волны более высокой частоты преломляют больше, как океанские волны, так и световые волны? Также почему энергия хранится в частоте, а не в длине волны.
Описанное вами явление называется дисперсией . Я не знаю действительно хорошего интуитивного способа описать это, поэтому то, что следует ниже, обязательно будет описанием махания рукой. Cavet emtor.
Свет связан с колеблющимся электрическим полем, и, если предположить, что материал имеет ненулевую восприимчивость , он также вызовет колебания электронов в материале. Колебание электронов в материале будет иметь отставание по фазе по сравнению с падающей волной, и если вы сложите падающую волну со всеми индуцированными волнами, вы получите результирующую волну с более короткой длиной волны. Поскольку частота постоянна, это обязательно означает пониженную скорость, и поэтому мы получаем показатель преломления больше единицы.
Зависимость показателя преломления от частоты возникает из-за того, что электроны имеют собственную частоту колебаний. В типичном материале, таком как стекло, это будет соответствовать электронным возбуждениям и будет находиться в УФ-диапазоне. По мере того, как вы увеличиваете частоту света и приближаетесь к этой собственной частоте, величина индуцированных колебаний увеличивается, и, следовательно, увеличивается взаимодействие со светом. Это ничем не отличается от любого ведомого гармонического генератора. По мере того, как вы проходите через резонанс и продолжаете увеличивать частоту, сила взаимодействия, а значит, и показатель преломления снова будут падать.
Таким образом, увеличение показателя преломления с частотой не является общим правилом. Это зависит от соотношения между частотой света и собственными частотами материала.
Длина волны просто обратна частоте, поэтому второй вопрос не имеет смысла. Рассеяние света можно рассматривать как поглощение и непосредственное испускание. Если вы посмотрите на это таким образом, вероятность излучения увеличивается с длиной волны, поскольку количество конечных состояний увеличивается с частотой (вы можете расположить волну в большем количестве способов внутри коробки, если она имеет короткую длину волны).
Джон Ренни
пользователь 24082