Дисперсия света - это процесс, который обуславливается зависимостью показателя общего преломления вещества от длины волны и ее частоты.
Рисунок 1. Квантовая теория. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В данном случае, производную определяют, как дисперсию вещества. Дисперсия света в квантовой физике напрямую зависит от фазовой скорости преломляющих световых волн от частоты. Результатом данного действия является расслоение элементов в спектр пучка белого света, происходящее при прохождении сквозь конкретную призму. Исследование этого явления привело И. Ньютона (1672) к открытию квантовой гипотезы дисперсии света.
Статья: Квантовая теория дисперсии
Для более прозрачных в этой области спектра веществ показатель $n$ всегда увеличивается с уменьшением $l$, чему и соответствует определенное распределение цветовой гаммы в спектре. Также такая зависимость $n$ от $l$ называется элементарной дисперсией света.
Все элементы в той или иной степени можно назвать диспергирующими. Многочисленный исследования доказали, что вакуум, дисперсией не обладает. Подобный вид зависимости в сфере нормального разделения для небольших интервалов длин световых волн можно обозначить только приближенной формулой.
Основные положения квантовой теории дисперсии
Эйнштейновская гипотеза излучения, предполагающая введения новых коэффициентов, определяет вероятность самого излучения и поглощения энергии атомом и уже используется в квантовой теории дисперсии и стабильной абсорбции света. Первые шаги в указанном направлении были сделаны последователем Рентгена Рудольфом Ладенбургом, который посвятил этому вопросу все свою жизнь.
Ключевые положения теории Ладенбурга заключаются в следующем:
- преломление и излучение света происходит согласно постулату Бора в процессе трансформации атома из одного квантового состояния в другое, а излучаемая энергия выступает в виде разности энергии в двух стационарных процессах, при этом диапазон получаемой энергии в соответствии с законом Бора приравнивается к показателю получаемой энергии;
- оптические линии светового поглощения нестабильного атома совпадают с переходами наиболее слабо действующих электронов с обычной орбиты на высшие вероятные сферы;
- в вопросе об интенсивности явлений поглощения света учения Ладенбург опираются на результаты деятельности Эйнштейна, который утверждал, что все элементы в атоме регулируются вероятностными законами;
- способом расчета дисперсии и светового излучения у Ладенбурга выступает введение классических осцилляторов в виде "электронов дисперсии", целостность которых формирует такое же действие, как и квантовых переходов в атомах.
Суммируя итоги теории Ладенбург и Рейха можно отметить, что полностью узнать механизм, посредством которого падающая световая волна воздействует на атом просто невозможно и нельзя тщательно описать реакцию вещества на такие изменения, однако можно предполагать, что "итоговый результат влияния излучения частоты $v$ на сам атом кардинально не отличается от действия, осуществляемого такой волной на осциллятор".
Это явление заключается в возникновении определенных вторичных волн, которые перемещаются с той же динамикой $v$ и в фазе с падающим элементом.
Атом в поле световой волны
Поведение атома в быстро меняющемся поле световой волны достаточно неоднозначно и может меняться в зависимости от определенных условий. При этом, так же как в классической гипотезе дисперсии, про электромагнитные силы стоит забыть. В данном случае энергия возмущения и излучения включает время в явном виде.
Для решения указанной задачи волновое уравнение непригодно в привычном виде, так как оно состоит из собственных значений, как показатели интенсивности и массы, поэтому для каждого состояния возможно задействовать новое дифференциальное уравнение. Однако изначально необходимо исключить параметр собственного определения, где коэффициент напряженности электромагнитного поля падающей световой волны будет направляться вдоль центральной оси, и иметь собственную амплитуду. Из этого решения согласно представленным ранее законом можно получить средний квантово-механический показатель е дипольного электрического момента атома.
Классическая теория дисперсии
Дисперсию светового луча можно объяснить на основе общих понятий электромагнитной теории и квантовой гипотезы вещества. Другими словами, поведение и взаимодействие электронов в атомах полностью подчиняется законам квантовой физики. Однако для более качественного понимания самого определения «дисперсии света» необходимо изначально ограничиться классическими законами, который в итоге приводят к таким же результатам, что и квантовое предположение.
Каждый атом в этой системе представляет собой ядро, которое окружают стремительно движущиеся электроны и в совокупности начинают как бы «размазываться» по сферически пропорциональной сфере вокруг ядра.
Поэтому принято утверждать, что элементарное ядро с положительным зарядом q обладает свойствами «электронного облака» с зарядом. В отсутствие действия внешнего поля $E$ весь центр данного облака совпадает по параметрам с ядром, и дипольный момент мельчайшего вещества оказывается на нулевой отметке. При наличии же принципов перемещения внешнего поля $E$ электронное поле постепенно смещается в отношении неподвижного ядра, и формируется дипольный момент.
Заметим, что личных частот может быть сразу несколько в атоме, в результате чего будет и несколько сфер и вероятностей аномальной дисперсии. Кроме того, при показателе преломления в атоме будет меньше единиц, а это значит, что базовая скорость электрической и магнитной волн будет одинаковой. Аналогичное явление можно наблюдать в плазме и для рентгеновского мощного излучения. С теорией относительности здесь нет никаких противоречий, так как данная гипотеза утверждает, что скорость светового импульса не может превышать показатель с. Понятие же коэффициента преломления можно применить к электромагнитным монохроматическим волнам, действующим бесконечно в пространстве и во времени.
Такие процессы не могут помочь передать сигнала, ведь их в принципе невозможно осуществить. Следует помнить, что в канальной аномальной дисперсии интенсивность энергии сильно деформируется, в результате чего групповая скорость элементов в таких условиях теряет свое физическое содержание.
