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¿Por qué disminuye el índice de refracción al aumentar la longitud de onda?

Nuestro libro de física dice que $$\mu = A+\frac{B}{\lambda^2}+\ldots.$$ Sin embargo, no se ha dado ninguna razón Incluso en wikipedia no se menciona ninguna razón. No quiero saber exactamente qué modelo condujo a esta fórmula, sino simplemente por qué el índice de refracción disminuye al aumentar la longitud de onda. ¿Puede sugerirme alguna razón intuitiva para ello?

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Fernando Briano Puntos 3704

Se trata de una fórmula empírica, según su enlace wiki , ajustada al material individual.

En este Conferencia de Feynman se obtiene una fórmula que relaciona el efecto de la frecuencia de entrada de la luz con las frecuencias inherentes del material y el índice de refracción:

una fórmula para el índice de refracción en función de las propiedades de los átomos del material y de la frecuencia de la luz:

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donde

q_e =carga de un electrón

m =masa de un electrón

ω0 =frecuencia resonante de un electrón enlazado en un átomo

Sus frecuencias de resonancia dependen de los enlaces de los átomos y moléculas, y la función de Cauchy describe cómo.

Un índice de refracción de 1 significa que la luz pasa sin interacción con las moléculas , es decir, la diferencia entre ω^2 y ω0^2 es muy grande y no hay cambio en la dirección de la luz.

Así que la fórmula de Cauchy es un ajuste a las variaciones funcionales observadas entre la frecuencia entrante y las frecuencias materiales debidas a las cargas que tienen una frecuencia resonante . Como dice feynman

Por supuesto, nos queda el problema de saber cuántos átomos hay por unidad de volumen y cuál es su frecuencia natural ω0. Aún no lo sabemos, porque es diferente para cada material, y no podemos obtener una teoría general de ello ahora.

Creo que lo anterior sigue siendo válido, así que nos queda la fórmula empírica de Cauchy.

La discusión sobre la dispersión en la conferencia puede ayudar en la intuición.

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bgvaughan Puntos 249

La línea de absorción de muchos materiales se encuentra en el ultravioleta, por lo que cuanto más corta es la longitud de onda, más cerca se encuentra de la línea de absorción, lo que significa que el material interactúa más con la luz, ralentizándola en el medio.

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