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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。
波速跟由介质决定只适用于机械波, 不同频率的光在同种介质中波速是不相等的。
在同种介质中机械波的传播速度是相等的,机械波在介质中的传播速度只由介质决定。
例如声波在空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/秒,和波的频率无关。
不同频率的光在同种介质中波速不同,光在介质中的传播速度由波源和介质两个因素决定。
例如:红光和紫光的频率不同,紫光的频率高,在水中的折射率大于红光,由 n=c/v 在水中,紫光的传播速度小于红光。
结论:波速跟由介质决定只适用于机械波, 不同频率的光在同种介质中波速是不相等的。
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