ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ดรรชนีหักเห"

เก็บกวาด +แจ้งรอตรวจสอบด้วยบอต
(robot Adding: et:Murdumisnäitaja)
(เก็บกวาด +แจ้งรอตรวจสอบด้วยบอต)
{{รอการตรวจสอบ}}
{{ลิงก์ไปภาษาอื่น}}
'''ดรรชนีหักเห'''ของวัสดุ คืออัตราส่วนที่ความเร็วของ[[คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า]]ลดลงภายในวัสดุชนิดนั้น (เทียบกับความเร็วในสุญญากาศ) [[ความเร็วแสง|ความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า]]ในสุญญากาศ <math>c</math> นั้นคงที่เสมอและมีค่าประมาณ 3×10<sup>8</sup> เมตรต่อวินาที ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่หนึ่งมีความเร็วเท่ากับ <math>v</math> ในตัวกลาง ให้ดรรชนีหักเหของตัวกลางที่ความถี่นั้นมีค่าเท่ากับ
ตัวเลขดรรชนีหักเหนั้นโดยทั่วไปมีค่ามากกว่าหนึ่ง โดยยิ่งวัสดุมีความหนาแน่นมากเท่าไหร่ แสงก็จะเดินทางได้ช้าลงเท่านั้น
 
แต่ในบางกรณี (เช่นสำหรับ[[รังสีเอกซ์]] หรือที่ความถี่ใกล้กับ[[ความถี่สั่นพ้อง]]ของวัสดุ) ดรรชนีหักเหอาจมีค่าน้อยกว่าหนึ่งได้ สถานการณ์นี้ไม่ได้ขัดกับ[[ทฤษฎีสัมพัธภาพ]]ซึ่งกล่าวว่าสัญญาณไม่สามารถเ้ดินทางเดินทางได้เร็วกว่า <math>c</math> เนื่องจาก[[ความเร็วเฟส]] <math>v</math> นั้นเป็นคนละปริมาณกับ[[ความเร็วกลุ่ม]] ซึ่งเป็นปริมาณที่บ่งบองความเร็วที่สัญญาณเดินทาง
 
นิยามของความเร็วเฟสนั้นคือ อัตราเร็วที่สันคลื่นเดินทาง นั้นคือเป็นอัตราเร็วที่[[เฟส]]ของคลื่นมีการเปลี่ยนแปลง ส่วนความเร็วกลุ่มนั้นเป็นอัตราเร็วที่ ''รูปคลื่น'' เดินทาง นั่นคือเป็นอัตราเร็วที่[[แอมพลิจูด]]ของคลื่นเปลี่ยนแปลง ความเร็วกลุ่มเป็นปริมาณที่บอกถึงความเร็วที่คลื่นส่งสัญญาณและพลังงาน
ในกรณีนี้ ''n'' คือดรรชนีหักเหในความหมายปกติ และ ''k'' คือ [[extinction coefficient]] ในวัสดุที่เป็น[[ฉนวน]]] เช่น แก้ว ค่า ''k'' เท่ากับศูนย์และแสงก็ไม่ถูกดูดซับในวัสดุจำพวกนี้ แต่ในโลหะ ค่าการดูดซับแสงในช่วงความยาวคลื่นสั้น (ช่วงที่ตามองเห็น) นั้นมีค่ามาก และการอธิบายดรรชนีหักเหให้สมบูรณ์จำเป็นต้องรวมส่วน ''k'' ด้วย ส่วนจริงและส่วนเสมือนของดรรชนีหักเหนั้นเกี่ยวข้องกันด้วย[[ความสัมพันธ์ของ เครเมอร์-โครนิก]] ([[:en:Kramers-Kronig relations|Kramers-Kronig relations]]) ตัวอย่างของการใช้ประโยชน์จากความสัมพันธ์นี้ได้แก่ การที่เราสามารถหาดรรชนีหักเหเชิงซ้อนของวัสดุได้สมบูรณ์โดยการวัดสเปคตรัมการดูดซับแสงเท่านั้น
 
เมื่อพิจารณาที่สเกลเล็กๆ การที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางช้าลงในวัสดุนั้น เกิดจากการที่[[สนามไฟฟ้า]]ทำให้ประจุไฟฟ้าในอะตอมมีการเคลื่นที่ (ส่วนใหญ่[[อิเล็กตรอน]]คือสิ่งที่เคลื่อนที่) การสั่นของประจุไฟฟ้าเองนั้นสร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นเอง โดยรังสีแ่ม่เหล็กแม่เหล็กไฟฟ้านี้มี[[ความต่างเฟส]]กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งต้นเล็กน้อย ผลรวมของคลื่นทั้งสองได้ออกมาเป็นคลื่นที่ความถี่เดิมแต่ความยาวคลื่นสั้นลง ซึ่งทำให้ความเร็วในการเดินทางลดลงนั่นเอง
 
ถ้าเรารู้ดรรชนีหักเหของวัสดุสองชนิดที่ความถี่หนึ่งๆ เราสามารถคำนวณมุมที่หักเหที่ผิวระหว่างตัวกลางสองชนิดนั้นได้ด้วย[[กฎของสเนล]] ([[:en:Snell's law|Snell's law]])
==Nonlinearity==
 
[[สนามไฟฟ้า]]ขนาดใหญ่ของแสงที่มีความเข้มสูง (เช่นแสง[[เลเซอร์]]) อาจทำให้ดรรชนีัหักเหดรรชนีหักเหของตัวกลางเปลี่ยนแปลงได้เมื่อแสงนั้นเดินทางผ่าน ซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์ [[nonlinear optics]] ขึ้น ถ้าดรรชนีหักเหแปรผันตามกำลังสองของขนาดของสนาม (แปรผันตรงกับความเข้มแสง) จะเรียกว่า [[Kerr effect]] และสามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น [[self-focusing]] และ [[self phase modulation]]
 
== การประยุกต์ใช้ ==
362,482

การแก้ไข