
【化】 anomalous dispersion
abnormality; deregulation
【化】 abnormality
【医】 abnormality; abnormity; acatastasia; anomalo-; anomaly
【化】 dispersion
定义
反常色散(Anomalous Dispersion)指介质中光波的相速度随波长增加而增大的现象,与正常色散(波长增加时相速度减小)相反。其本质是光在介质中传播时,折射率 ( n ) 随波长 ( lambda ) 的变化率满足 ( frac{dn}{dlambda} > 0 ) 。
物理机制
反常色散通常发生在介质的共振吸收频带附近。根据经典电磁理论,光波与介质中的束缚电子发生共振相互作用,导致折射率在吸收峰附近急剧变化。例如,在钠蒸气中,当光波长接近589 nm(D线)时,折射率随波长增加而上升,形成反常色散区 。
数学描述
基于塞耳迈耶尔方程(Sellmeier equation),反常色散的折射率可表示为:
$$
n(lambda) = 1 + sum_{i} frac{B_i lambda}{lambda - lambda_i}
$$
其中 ( lambda_i ) 为共振波长,当 ( lambda > lambda_i ) 时,( frac{dn}{dlambda} > 0 ) 。
应用实例
权威参考文献
(第7章“色散理论”)
(第9.6节“反常色散与吸收”)
(首篇实验观测报告)
反常色散是光学和电磁学中的一种特殊现象,其解释需结合物理机制和实际观察现象。以下是详细说明:
反常色散指折射率与波长的关系偏离正常色散规律的现象。正常色散中,折射率随波长增大而减小(如无色透明介质在可见光区的表现),而反常色散则表现为波长增大时折射率增大。
尽管称为“反常”,实为普遍现象。因早期发现时与正常色散规律相悖而得名,沿用至今。
反常色散的折射率与波长关系可用经验公式(如塞耳迈耳方程)描述: $$ n(lambda) = 1 + sum_i frac{B_i lambda}{lambda - C_i} $$ (注:该公式在部分资料中被提及,但需结合具体实验条件验证。)
反常色散揭示了光与物质相互作用的复杂性,尤其在吸收区附近的表现,对理解材料光学特性及设计光学器件有重要意义。如需更深入的公式推导或实验案例,可参考电磁学或物理光学教材。
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