Zusammenhang zwischen Permittivität und Brechungsindex eines Materials?

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3 Antworten

Nun ja, als ich deine Frage gelesen habe, wusste ich noch nichtmal, dass da ein Zusammenhang besteht.

Aber weil ich nunmal neugierig bin hab ich zum einen das Internet, wo man sogut wie nichts findet, sowie das Wissen einer Dozentin durchforstet. Wie sich herausstellt ist das nicht so einfach zu erklären, wie man denkt. Das ganze baut auf den Quatenphysikalischen Vorgängen in einem Atom auf und liegt daher nicht sofort ersichtlich auf der Hand, für eine komplett korrekte Beschreibung der komplexen Vorgänge sind Vorkenntnisse von Nöten, wie du und ich sie nicht haben.

Da ich deinen Wissensstand allerdings auch nicht weiß, breche ich das mal auf das Bohr'sche Atommodell herunter. Mit Quantenphysik wird das hier sonst ziemlich ausfühlich.

Vereinfacht ausgedrückt:
Ein Elektrisches Feld dreht die (temporären) Dipole in einem Stoff so hin, dass das Feld pos. oder neg. beeinflusst wird. Durch die Drehung der Dipole ist die eine Seite im Dielektrikum leicht pos, die andere leicht neg. geladen, sodass im Dielektrikum auch ein el. Feld entsteht (dem äußeren entgegengesetzt, was das Feld abschwächt).
Betrachten wir nun die Lichtbrechung des Stoffes, so stellt sich heraus, dass das Licht nicht zu 100% gebrochen, sondern auch ein Teil reflektiert wird. Das Licht wird sozusagen gespalten. Welcher Anteil jetzt gespalten wird hängt von den Dipolen im Material ab, die unter anderem auch die Geschwindigkeit des Lichtes durch das Material bestimmen, also dem Brechungsindex.
Je nachdem, wie viele Dipole nun in dem Stoff sind und wie eng diese Zusammen sind, kann das Licht "besser" hindurch bzw. die Dipole können sich leichter drehen. Wenn viele auf einem Fleck sind können sie sich nur schlecht drehen und das licht kann ebenfalls nicht so gut durch, und umgekehrt.

Im Grunde genommen ist das nicht so ganz korrekt, aber dann dürften wir auch nicht sagen, dass Elektronen in regelmäßigen Bahnen um den Atomkern kreisen :)

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Hm, ich seh ein, dass die Frage etwas speziell ist, ich dachte nur, hier gibt es ja einige Physiker, die davon im Normalfall wahrscheinlich deutlich mehr Ahnung haben als ich...

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