Дисперсия света, электронная теория дисперсии, формула Лоренц-Лоренца, фазовая и групповая скорость волны

Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).

Формула Лоренц-Лоренца связывает преломления показатель n вещества с электронной поляризуемостью aэл составляющих его частиц

(N - число поляризующихся частиц в единице объёма)

Групповая скорость — это величина, характеризующая скорость распространения «группы волн» - то есть более или менее хорошо локализованной квазимонохроматической волны

Групповая скорость во многих важных случаях определяет скорость переноса энергии и информации квазисинусоидальной волной (хотя это утверждение в общем случае требует серьёзных уточнений и оговорок).

Групповая скорость определяется динамикой физической системы, в которой распространяется волна (конкретной среды, конкретного поля итп). В большинстве случаев подразумевается линейность этой системы (точно или приближенно).

Для одномерных волн групповая скорость вычисляется из закона дисперсии:

, где—угловая частота,—волновое число.

Фазовой скоростью v монохроматичной волны принято называть скорость распространения волнового фронта. В среде с показателем преломления n фазовая скорость υ равна

Здесь– круговая частота, k – волновое число, c – скорость света в вакууме.

Особенности теплового излучения, черное тело, закон Кирхгофа, поглощательная способность, законы теплового излучения (Стефана-Больцмана и Вина).

Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Закон излучения Кирхгофа

Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела; оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры

Для черного тела А=1, поэтому из закона Кирхгофа вытекает, что R_vT для черного тела равна г_vT. Таким образом, универсальная функция Кирхгофа г_vT есть не что иное, как спектральная

плотность энергетической светимости черного тела.