Дисперсія світла

Завдяки дисперсії біле світло можна розкласти в спектр за допомогою призми

Дисперсія світла — залежність показника заломлення (або діелектричної проникності) середовища від частоти світла. Внаслідок зміни показника заломлення змінюється також довжина хвилі.

$k(\omega) = \frac{2\pi}{\lambda(\omega)} = n(\omega) \frac{\omega}{c}$,

де $k(\omega)$ - хвильове число, $\lambda(\omega)$ - довжина хвилі, $n(\omega)$ - показник заломлення, $\omega$ - циклічна частота, c - швидкість світла.

Відношення

$v_{ph} = \frac{\omega}{k} = \frac{c}{n}$

називають фазовою швидкістю.

Нормальна та аномальна дисперсії

Здебільшого показник заломлення зростає при збільшенні частоти. Це зростання називають нормальною дисперсією. Аномальна дисперсія — зменшення показника заломлення при збільшенні частоти — виникає в спектральних областях, близьких до частот інтенсивного поглинання.

При нормальній дисперсії червоне світло заломлюється слабше, ніж блакитне.

Фізична природа явища

Середовище реагує на зміну зовнішнього електричного поля зміною наведеної в ньому поляризації. Поляризація виникає завдяки зміщенню зв'язаних зарядів, наприклад, зміщенню електронів відносно ядер атомів. Процеси зміщення не відбуваються миттєво, а вимагають певного часу. Крім того, зміщення можуть бути різними за величиною, й ставати особливо значними тоді, коли частота зміни зовнішнього поля потрапляє в резонанс із коливаннями, характерними для системи.

Коли електричне поле світлової хвилі, яка розповсюджується в середовищі, змінюється повільно, середовище встигає повністю відреагувати на зміну поля. Якщо ж електричне поле змінюється дуже швидко, електрони не встигають відслідковувати його зміни. Цим пояснюються різні значення показника заломлення при різних частотах електромагнітних хвиль.

Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.