火影忍者羁绊2.0鬼鲛:为什么不同色的光在同一种介质中速度不同

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/28 06:09:30
请教微观或理论上的解释
而在真空中速度相同

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,不好解释。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。

麦克斯韦创立电磁场理论,预言了电磁波的存在,电磁波的传播不需要介质,并推导计算出电磁波在真空中的传播速度为3乘以10的8次方米/秒。恰与光在真空的速度相同。由此预言光是一种电磁波。以上预言皆已证明。所以各种颜色的光都是电磁波,在真空中传播速度一样。
由于频率不同,光才有不同颜色。光进入介质中传播受到阻碍速度减小,频率越大受到的阻碍越大,速度越小!所以不同色的光在同一种介质中速度不同。

不同色的光在同一均匀介质内的速度是不一样的。至于“一束白光在通过一块足够长的玻璃(注意不是棱镜)后会出现各种颜色的光分别出来的现象”,是观测不到的,因为速度的差别太小,光速本身又十分快。
折射率的数值其实就是等于在两种介质中的光速之比,各色光的折射率不同,就反映了它们的速度不同。

这个问题的解释需要用到比较多的电磁学理论,一时讲不清楚。也可以理解成物质的固有性质。但是不同色的光在同一介质中的速度确实有差别,否则三棱镜就不能分出七色光,也没有彩虹了。

蓝色的光最快吧〕

频率的不同,频率高的速度慢