A fázis és a csoport fénysebesség
Mivel a törésmutató és így a fény sebessége függ a frekvencia, és minden fény nem szigorúan monokromatikus, felmerül a kérdés, hogy mit értünk a terjedési sebességnek a fényjelzés kísérletileg mért.
Minden vevő reagálnak a fényre, az energia, így az összes kísérletben az arány energiaátadás mérjük a fényjelzés; ez az úgynevezett csoport sebesség és. Abban különbözik - a fázis terjedési sebességét (fázissebesség) νφ, amely tisztán határozzuk meg a számított érték és a valós része a törésmutató. Távol mindkét sebesség diszperziót régió szinte egybeesik.
Ahhoz, hogy tisztázza ezeket a fogalmakat, úgy két hullám, amely azonos amplitúdójú és viszonylag közeli frekvenciájú:
Most képzeljük el, egy megfigyelő mozog a hullámok és nézni azonos fázisban. Erre a megfigyelő a következő feltételt:
és a sebessége megegyezik a fázis sebessége a hullám,
Ha egy másik megfigyelő mozog együtt a maximális „hullám csoport” amplitúdója (.. Azaz a maximális energia), az alábbi feltétele, hogy:
és sebesség (csoport)
Figyelembe véve, hogy a származék a hullám k szám, és a származék hullámhossz (a tápközegben) összefüggés van:
megkapjuk a kapcsolat a csoport és a fázissebesség:
Így a csoport sebesség egybeeshet a fázis (nélkül diszperzió), ez kevesebb, mint a fázis (normál diszperzió), vagy nagyobb, mint (a anomális diszperzió). Azonban tudjuk mutatni, hogy összhangban a relativitáselmélet csoport sebesség nem haladja meg a fény sebessége vákuumban:

Megjegyezzük, a következtetésre jutott, hogy az erős szórása a csoport fogalmát és fázis sebességek nem elegendő a helyes leírása - hullámterjedés. De mi nem fog részt további finomítására. P. Ehrenfest javasolt elegáns módja a megállapítás a csoport sebesség. Ismerve a során a törésmutatója n = f (λ). akkor össze egy görbe νf = f (λ) (ábra. 8.3). Miután egy érintőleges a görbét, a lényeg a koordináta λ1. Mi határozza meg a lehallgatott a függőleges tengelyen érintőt értékével egyenlő a csoport sebesség közel a hullámhossz λ1. u1 = ν1-H1 (lásd. Eq 8.8).
A molekulák (vagy atomok) dielektrikumok hatása alatt az elektromágneses hullám mező
szaporító a dielektromos a fénysebesség, érkezik a kényszerrezgés és maguk válnak másodlagos radiátorok hullámok, koherens az alapvető hullám (8,9), de eltolt fázisban. Adunk az alapvető hullám, ezek a hullámok egy új, hullám, a fázis, ami szintén eltér a szakaszában alapvető hullám - ez úgy értelmezhető, mint a terjedését az összeg hullám egy fázissebesség eltér c.
Ha a hullám halad a dielektromos útvonal l sebességgel, ahol töltött annak idején
Ha a hullám telt el ugyanazon az úton vákuum sebesség c, az eltelt idő egyenlő lenne t2 = l / c. Ezért az időeltolódás egyenlő:
Ha a hullám időtartamával azonos T, a fáziskésés lesz:
Megmutatjuk, hogyan, a legegyszerűbb esetben lehet vizsgálni a befolyása a másodlagos hullámok. Tegyük fel, hogy egy sík hullám (8,9) irányában húzódó növekvő x, találkozik az úton a lapos dielektromos réteg, annak arcok koordinátái (x = 0 és Ah). Azt találjuk, a térerősség az A pontot koordinátái (x = A y = 0, z = 0), ahol a képletben A >> λ. Ez a mező áll a hullám mező (8.9) és a járulékos területen által létrehozott dipólusok a dielektrikum, t. E.
Kiszámításához AE módszert alkalmazza Fresnel zónák (§4.1). A mező az A pontban határozza meg a működés során a fele az első Fresnel zónában; ez egy kör közepén a származási, amelyen nyugszik a kúp sugarak eredő különböző pontjain a zóna és konvergáló egy ponton A. A hossza E talpfák változott A-A + λ / 2. Nyilvánvaló zóna sugara
Terület zóna S = πρ 2. kiszorítása dielektromos henger, nyugvó ez a zóna egyenlő Av = S Ah. Amikor a molekulák koncentrációja N molekulák száma per térfogat javallt AN-N aAV.
molekulák szert dipólusmomentum p hatása alatt a hullám mező (8,9). Feszültség dipólus sugárzási tér egyenlítői síkjában R távköznyire egyenlő:
Mivel a sarok régió mérete nagyon kicsi, akkor feltételezhető, hogy az összes dipólokat bocsát egyenlítői síkjában. A távolság R a nevezőjében (8,12) is be lehet venni, mint A. Ugyanezen érvelés venni az átlagos távolság:
Ezután az intenzitás a területen létrehozott A pontban az összes dipólusok mennyiség? V, egyenlő:
Hozzátéve, hogy az intenzitása az alapvető hullám a területen, akkor kap:
Mivel (mert a térfogat kicsi), akkor meg kell tennie:
Így, a fázis késleltetés egyenlő:
De, mint a jól ismert (lásd. „Elektromosság és mágnesesség», § 1.9)
Nem veszi figyelembe a kölcsönhatás dipólus egymással, amelynek megengedhető csak alacsony koncentrációban a molekulák, azaz a. E. A gázokat. De ugyanakkor n alig különbözik az egység, és lehet venni
Ezért, (8,15) követi a végső expressziós a fáziseltolódás:
Ez a kifejezés különbözik a pontos kifejezést (8,10) csak a faktorral π / 2, az egységhez közeli. A megjelenése ez a tényező magyarázza az egyszerűsített számítás (szükséges volt, hogy integrálja a területen dipólus és vettük az átlagos érték és számának szorzata dipólus).
Így, a késedelem fentiekben leírt mechanizmus vezettek egy igazi becslése fázistolás.