rychlost světla různých barev

matameco27.05.2022 17:41 Nahlásit
Dobrý den, můj dotaz spočívá spíše v ujištění.

v modelovkách na LF jsem párkrát narazila na rychlosti světla červené, zelené barvy,.. a to zdali se nějak liší. viz jako "rychlost světla červené barvy je rychlejší/pomalejší než zelené?" vím, že se liší vlnovou délkou, a tak mě zajímá jestli je tato otázka položena jen pro zmatení či se skutečně nějak liší?

předem děkuji za odpověď

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Anonym Xuxygis27.05.2022 18:10 Nahlásit
Tady je důležité říci, kde. Ve vakuu je (grupová) rychlost světla v celém spektru všech barev, rádiových vln, tepelného záření, UV záření apod. stejná a je to jedna z hlavních přírodních konstant.
V hmotném prostředí, třeba ve skle, je rychlost závislá na indexu lomu materiálu. Pokud je index lomu kmitočtově závislý (a to často bývá), pak je tam i různá rychlost pro různé části elektromagnetického spektra. Pokud by nebyla, neměli bychom takové jevy, jako je rozklad světla na hranolu.
Je to dáno tím, že index lomu je funkcí mj. permitivity, a ta je zase závislá na různých polarizačních jevech. Možnost polarizace hmotných částic ale s kmitočtem slábne, neboť pro tak vysoké kmitočty, jako je světlo, není už hmota schopna sledovat rychlé změny pole. Například elektronová polarizace (orbitaly se natáhnou ve směru pole, atomy se stanou dipóly) má rychlost "protahování" srovnatelnou s dobou periody světla, a proto se v oblasti viditelného záření projeví jako s kmitočtem slábnoucí, permitivita tu tedy pro kratší vlnové délky klesá a rychlost světla logicky narůstá.
Anonym Xuxygis27.05.2022 18:16 Nahlásit
Jako příklad závislosti permitivity mějme třeba vodu - ta má udávanou rel. permitivitu asi 80. Pokud má přitom rel. permeabilitu 1, měl by být index lomu odmocnina z 80, tedy asi 9. Ale není, je asi 1,3. Z toho je vidět, že v oblasti kmitočtů světla, je už rel. permitiva jen asi 1,7.
matameco27.05.2022 18:43 Nahlásit
@Anonym Xuxygis skvělé mockrát děkuji. Nikde jsem to nemohla pořádně srozumitelně najít. To s tím prostředím mi nedošlo.
takže pro ujasnění a urychlení: nízká vlnová délka = vyšší rychlost, velká vlnová délka = nízká rychlost v daném prostředí?
Anonym Xuxygis28.05.2022 08:21 Nahlásit
Krátká vlnová délka (u světla třeba fialová je poloviční než červená) je totéž, co vysoký kmitočet. Pokud je kmitočet dost vysoký, atomy hmotného prostředí už přestávají stíhat tak rychle tancovat, pole se začíná převracet dřív, než se stihly zpolarizovat. Čím vyšší rytmus, tím menší dosáhnou tanečníci polarizaci (tedy klesá permitivita a index lomu a narůstá rychlost). Při hodně vysokých frekvencích frekvencích se už blíží obojí 1, hmota pak už v podstatě nemění permitivitu, jako by tam už ani nebyla. Světlo letí rychlostí jak ve vakuu, nic ho nezpomaluje.
Anonym Xuxygis29.05.2022 21:14 Nahlásit
Jen bych ještě upřesnil - je jasné, že rychlost světla závisí na permitivitě, a ta na polarizaci - polarizací izolantu je více druhů, jako atomová, iontová, elektronová, dipólová, orientační ap. Každá z těchto polarizací funguje do nějaké frekvence a výsledek je to, že závislost permitivity na kmitočtu jsou takové zakulacené schodky směrem dolů. Jen chci doplnit, že tyto schodky nejsou úplně hladké a trvale klesající, typicky na nich bývají špičky různých rezonancí. Pokud bychom tedy zkoumali chování v oblasti blízko špičkám, tak tam samozřejmě úplně všude neplatí, že rychlost světla s kmitočtem monotónně roste. V principu to ale tak je.

Typický průběh permitivity běžného dielektrika podle Wikipedie - všímejte si hlavně červené křivky (reálná složka)
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Dielectric_responses.svg
Přidat komentář do diskuze ▾