Frage von klasf, 43

Warum ist die Brechungszahl von der Frequenz abhängig?

Antwort
von Physikus137, 34

Das hängt mit der Wechselwirkung des Lichtes mit den Elektronen des brechenden Mediums zusammen.

Die Berechnung ist noch nicht einmal sonderlich schwierig und wird z.B. in Kapitel 31, Band I der Feynman Lectures on Physics sehr schön dargelegt.

http://www.feynmanlectures.caltech.edu/I\_31.html

Antwort
von ProfFrink, 43

Hallo klasf,

die Brechungszahl ist eine feste Eigenschaft des Mediums und ist nicht von der Frequenz abhängig.

Und auch umgekehrt ändert sich die Frequenz einer Welle nicht, wenn sie von einem Medium ins andere Medium übergeht, wie wenn z.B. ein Lichtstrahl ins Wasser geht. Das einzige was sich ändert ist die Wellenlänge. Sie wird im optisch dichteren Medium kleiner.

Kommentar von Physikus137 ,

Das ist falsch. Die Brechzahl ist sehr wohl von der Frequenz abhängig. 

Das sie sich beim Übergang von einem zum anderen Medium nicht ändert ist hingegen korrekt.

Kommentar von ProfFrink ,

Nein, ich bleibe dabei: Die Brechzahl ändert sich nicht mit Frequenz. Es handelt sich um eine Materialkonstante. Beispielsweise beträgt die Brechungszahl von Diamant 2,42. Es gibt ganze Tabellen mit Brechungszahlen. Von Frequenzabhängigkeit ist nirgends die Rede. Gängige Definitionen für die Brechungszahl sind die Geschwindigkeitsunterschiede beim Übergang von einem Material zum anderen. Oder wer es genau wissen will kann die Brechungszahl auch aus der Wurzel aus dem Verhältnis der Dieelektrizitätskonsten und der magnetischen Permeabilität eines Stoffes selbst ausrechnen. All diese Größen sind frequenzunabhängig.

Meinst Du vielleicht den Brechungswinkel? Der ist frequenzabhängig.

Antwort
von UlrichNagel, 35

Stell dir vor, du rennst mit gleicher Kraft an der Luft und dann im Wasser. Du wirst langsamer und das Licht wird auch langsamer, die Frequenz nimmt ab und du hast eine andere spektralfarbe, was das Gleiche ist wie bei der Brechung.

Kommentar von jorgang ,

Bei Brechung ändert sich die Frequenz des Lichts nicht. Die Wellenlänge ändert sich mit dem Brechungsindex.

Kommentar von UlrichNagel ,

Das wäre mir neu, dass dies 2 verschiedene Sachen sind! Brechungsindex ist materialbezogen für die Lichtbrechung und Frequenz und Wellenlänge sind indirekt proportional, ändern sich also beide.

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