求高人解釋一下光學中的復折射率的物理意義

2021-03-04 09:32:42 字數 1548 閱讀 8898

1樓:漢堡曦崽

如果有一個人說,太陽光越是照射我們,我們就會越冷。你肯定認為這個人是個瘋子。這怎麼可能呢?

太陽光是電磁波,是能量,它傳播到**,能量就流動到**,所到之處的能量密度(單位面積的能量)肯定會增加。處在陽光中的我們當然會越來越熱了。   可是我們若走進某種材料裡,就會出現一系列的怪現象。

  我們都知道多普勒效應:光源遠離我們時,我們看到的光的波長會增長,頻率會變短,產生紅移現象;光源靠近我們,則波長變短,產生藍移。可是在某種材料中,光源靠近我們卻會產生紅移,遠離我們卻是藍移。

  見過無限薄的凸透鏡嗎?現實中的凸透鏡不論是老花鏡還是**鏡片,都是有厚度的,有前後兩個介面,無限薄的凸透鏡在現實中存在嗎?存在!

這種不尋常的透鏡是2023年英國科學家提出的一種完美透鏡。利用特殊的材料,完美透鏡是可以製作出來的。   光線在一般的透明介面上既會折射也會反射,或者只是反射(全反射)。

例如,我們站在河岸上,既會看到水中的魚也會看到自己的倒影。如果某一天,「水面」一馬平川,沒有任何倒影,你會不會覺得恐怖?某種材料會產生這樣的景象。

  光速是不可超越的,可是在某種特殊材料中,卻可以觀察到超光速現象。   又是「某種材料」,這神祕的特殊材料到底是什麼呢?   奇妙的負折射率   它就是現在科學家研究火熱的具有負折射率的材料!

  那麼,什麼是負折射率呢?   且看一般介質的折射情況:光穿過不同介質的介面時,光的傳播路線會改變,不再是直線傳播。

一根筷子插到水中,筷子好像在水面處被折斷了,水中的部分看起來向上彎折了。每個人都很熟悉這個現象,這是由於光從空氣進入水中時,發生了折射, 光線向下偏折了造成的。折射現象會發生,是因為光在不同介質中的傳播速度不同造成的,介質中的光速越小,介質的折射率就越大,偏折就越厲害。

水和空氣就是不同的介質。   我們一般把真空的折射率定為1,光在真空中的傳播速度與在某種介質中的傳播速度的比值,就是這種介質折射率的數值。既然光在真空中的傳播速度最大,那麼任何其他介質的折射率應該都不會小於1,即自然界中介質的折射率應該都是大於1的正值。

所以,光線若是從真空斜射入其他介質中,從旁邊看,光線都應該是向下偏折的。

2樓:鬱秀英計甲

涉及色散的相關理論:物理光學越學越有意思,對前面所學的內容理解越深刻。

正常色散:

特點:波長變大時,折射率值

n變小,角色散率d變小。

一切無色透明介質在可見光區域均表現為正常色散。

描述正常色散時

n與λ關係的經驗公式為科希方程:n=a+b/λ^2+c/λ^4+....

a、b、c為由介質特性決定的常數,由實驗得出。

當波長變化範圍不大時,科希方程可取近似形式n=a+b/λ^2

dn/dλ

=-2b/λ^3

由上兩式可得:λ

增大,n減小,又因為

λf=c,所以f減小內減小,與正常色散曲線、光譜的特點相吻合。在某些波段會出現,波長變大時折射率值增大的現象,這稱為反常色散。

反常色散同樣是物質的普遍性質。反常色散與選擇吸收密切相關,即在發生物質的選擇吸收波段附近出現反常色散。描述反常色散下n與

λ關係的經驗公式為塞耳邁耳方程

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