Gibt es möglicherweise noch zu entdeckende Materialien, die möglicherweise einen höheren Brechungsindex aufweisen als die heute bekannten Materialien (für Wellenlängen im sichtbaren Bereich)?
Gibt es eine theoretische Grenze für den Brechungsindex eines Materials?
Antwort
Theoretisch gibt es für keine Begrenzung des Brechungsindex. Der Grund dafür ist, dass nach der Definition $ n = c / v $, Je mehr Sie das Licht verlangsamen können (kurz bevor Sie es vollständig stoppen), desto höher ist Ihr Brechungsindex. Und mathermatisch betrachten wir Folgendes:
$$ n = \ lim_ {v \ bis 0 ^ {+}} \ frac {c} {v} = \ infty $$
und ist bei 0 undefiniert, weshalb das Limit von links kommt.
Mit einer Wolke aus kalten Atomen (lasergekühlt) kann das Licht beispielsweise auf weniger als 15 km / h verlangsamt werden. Siehe Link.
http://www.nature.com/news/1999/990225/full/news990225-5.html
Praktisch gibt es eine Grenze für die Brechung, die durch die Natur des Brechungsmediums selbst und die Natur des kondensierten Zustands auferlegt wird. In Bezug auf Materialien gibt es Fortschritte bei der Verwendung von Metallarrays, um den Brechungsindex noch weiter zu erhöhen. Siehe Link.
http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/feb/16/metamaterial-breaks-refraction-record
Kommentare
- Mein Argument ist genau das gleiche Argument. Dein ist aber besser ausgedrückt. +1
- Danke! 38.6 ist zwar weit von der Unendlichkeit entfernt, aber dennoch erstaunlich (für Nichtgas).
Antwort
Seit dem Der Brechungsindex wird durch $ \ displaystyle {n_ {12} = \ frac {\ sin \ theta_1} {\ sin \ theta_2}} $ angegeben. Theoretisch gibt es überhaupt keine Begrenzung für den Wert des Brechungsindex. Man könnte sagen, dass es positiv sein muss, aber überprüfen Sie dies: http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_refraction
Kommentare
- Ist das Snell ' Gesetz? Wenn ja, ist die Logik rückwärts. Nur weil Sie sich einfallende und gebrochene Winkel als etwas vorstellen können, bedeutet ' nicht, dass ein Material existieren muss, das das Licht auf diese Weise biegt.
- stimmte zu! Dies ist nicht die Definition, sondern eine Folge der richtigen Definition. Dieses Argument ist daher fehlerhaft.
- @ChrisWhite, daher das theoretisch . Oder haben Sie sich nicht die Mühe gemacht, das zu lesen?