Re: [請益] 光學物理

看板CS_TEACHER (補教老師)作者condensed (heuristics)時間12年前 (2013/11/25 03:51)推噓5(5推 0噓 0→)

留言5則, 5人參與討論串6/6 (看更多)

我對色散機制的理解：這裡要探討的問題是： (1)光速在介質中究竟是如何變慢的 (2)折射率與頻率關係要回答(2)比起回答(1)相對簡單的多。我們可以先假設有個光源(S)發出電磁波，通過一塊介質(O)，然後到達遠處(P)。圖示即為：　　　　　　　　　　　　┌┐ S˙　　　　　　　　　　 ││　　　 ˙P ││ └┘ O 而當S波傳到介質Ｏ中，便會引起介質中電荷的震盪。不同的介質會對應到不同的共振頻率（共振頻率不只一個）。（可以想像電子被彈簧束縛著）。而電子的震盪，又可視作為新的波源，提供Ｐ點額外的電磁場Eo。傳遞到P點的電磁場Ep即可視為S與Ｏ的合成貢獻，即Es+Eo 我們會發現在Ep相對於Es來比較，相位上延遲了。這個延遲的原因就在於途中經過了介質Ｏ，也就是在介質中波速變慢了。而這個延遲的相位與Es的頻率及Ｏ的厚度有關。透過相位的延遲與Ｏ的厚度，我們就可以逆推出光在介質Ｏ中的速率v，也因此我們可以得到折射率 n = c/v =n(f)　。而可見光的頻率在這例子裡通常遠小於共振頻率，折射率對頻率的函數圖形約略為： (fo為共振頻率，fr紅光，fp紫光) n 　　　　　　　　迅速遞增->急遽遞減 │　　　　　　　　　╭╮　 │　　　　　　　　　││　　 │　　　　　　　　　││ │　　　　　　　　　││　　 │　緩慢遞增　　　　││ │　　　　　　　　　││ │　　　　　　　　　││ 1┤─────────╯│╭─── │ ││ │ ╰╯ └─┬─┬──────┬──── f fr fp fo 回到(1)的問題，電磁作用在介質中仍是以c在傳遞，而介質中的電磁場震盪，則是S與Ｏ共同貢獻所得的結果。其總合效應使得介質中的波速看起來是v 。假設S發出的電磁場為Es(f,c) 進入介質Ｏ中引起電荷的震盪，使電荷產生電磁場Eo，這個Eo可以被分為兩相之和，一項與入射波抵銷，一項是以速度v=c/n前進的波。這個被證明的結果稱為消光定理，即 Eo = -Es(f,c) + Es(f,c/n) 因此，在介質中的電磁場為 Ep(f) = Es(f,c) + Eo = Es(f,c/n) -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 49.214.26.159 ※ 編輯: condensed 來自: 49.214.26.159 (11/25 11:28)

Re: [請益] 光學 物理

Re: [請益] 光學物理