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東方
Lv 4
東方 發問時間: 科學其他:科學 · 9 年前

光密的密與密度的密是否正比關係?

光由真空進入介質ㄉ折射率與介質ㄉ密度是否成為絕對鎮正比關係?請回答

已更新項目:

負值與複數型態ㄉ折射率,敬請舉例說明,謝謝!

2 個已更新項目:

同一晶體,不同ㄉ切割面有可能產生不同ㄉ折射率但同一切割面也會產生双折射,why?敬請詳細說明,謝謝!

4 個解答

評分
  • Peter
    Lv 6
    9 年前
    最佳解答

    光的疏密介質的特性與物質的密度之間無直接的相關性。

    光疏密介質由其折射率來決定,密度則由單位體積的質量大小來定義。

    雖然物質密度越大,其折射率也可能越大(同一介質如同一種成分比率的玻璃而言),不過兩者也不是完全都是線性正比的關係。但是在許多的例子中材料不同對折射率的影響會比密度的影響更明顯,例如玻璃的折射率受到其組成的成分差異影響很大。

    其原因是折射率受介質的介電係數(Permittivity)所影響,其定義為n=c/v。n是介質的折射率、c是光在真空時的光速、v則是光在介質中的傳播速度。依照電磁學,光在介質中的傳播速度與介質的介電係數有關。而介質的介電係數又受到介質的電極化率susceptibility的影響。電極化率為電磁波中的電場與介質的電偶極間的作用。因此,介質的折射率(疏密性)遠比介質的密度複雜許多,例如折射率會隨光波波長改變、雙折射特性、折射率也與光的傳播方向有關(晶體內)、折射率的值會有複數的型態,如實數與虛數項等、折射率也會出現負值的情形,我們不能只用簡單的密度差異來涵括所有介質折射率的特性。

    2012-06-26 09:59:07 補充:

    當入射光進入介質中,光束出現強度衰減的現象,即介質會吸收部分入射光的能量。這時介質的折射率會有複數形態,虛數項即代表介質的消光係數。

    在一些人為的週期結構的介質中,某些頻率的電磁波在此介質中,所見到的介電係數和磁導係數都為負數(小於0)時, 介質的折射率變成負數。電磁波進入這些所謂的超介質(metamaterials)時,電磁波的傳播速度也會是負值,代表電磁波無法向前而是會往回傳播。

    2012-06-27 11:56:16 補充:

    光在晶體中的現象,相當複雜。因晶體有單光軸與雙光軸的不同,也有正與負兩類的晶體。因此不同的晶體結構與不同的切割方式,都會影響到光的傳輸特性。這些都是由晶體的折射率橢圓球函數所決定。

    簡單來說,因入射光束的電場偏振方向分成正常光(電場垂直光軸振盪)或異常光(在含光軸的平面上振盪),而有不同的折射率。所謂正常光不管其傳播方向只有一個折射率,並且滿足折射定律(Snell's law),而異常光的折射率的值會隨光的傳播方向而改變,因此無法滿足折射定律。

    2012-06-27 11:56:28 補充:

    會出現雙折射現象,主要是在特定排列的晶體中,入射光的電場(假設電場沿著x軸方向振盪),不只影響到晶體的x方向的電極化向量,同時y與z方向的電極化向量也同時受到影響的結果。

  • 匿名使用者
    7 年前

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  • 匿名使用者
    7 年前

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  • 7 年前

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