Dyspersja (optyka)

Z Wikipedii

Zasugerowano, aby ten artykuł zintegrować z artykułem Rozszczepienie (fizyka). (dyskusja)

Dyspersja – w optyce to zależność współczynnika załamania n ośrodka (np. szkła) od długości fali. W efekcie światło o różnych długościach załamane np. na pryzmacie załamuje się pod różnymi kątami, co daje rozdzielenie światła białego na barwy tęczy zwanego rozszczepieniem światła.

Współczynnik załamania światła wynika z prędkości rozchodzenia się światła w ośrodku. W optyce za dyspersję uznaje się też zależność prędkości rozchodzenia się światła od innych czynników np. w falowodzie określa się dyspersję modową, w której prędkość ruchu modu wzdłuż falowodu zależy od jego drogi w falowodzie.

Zależność współczynnika załamania światła od długości fali światła nazywana jest współczynnikiem dyspersji i jest parametrem określającym własności minerałów. Minerały o dużej dyspersji odpowiednio oszlifowane mienią się różnymi barwami w wyniku rozłożenia światła białego.

Dyspersja w optyce jest szczególnym przypadkiem ogólniejszego zjawiska dyspersji fali i oznacza zależność prędkości fazowej fali od jej częstości, a tym samym i długości. W ośrodku niedyspersyjnym, gdzie ta zależność nie występuje, prędkość fazowa fali jest jednakowa dla wszystkich długości fal i jest równa prędkości grupowej. Przykładem niedyspersyjnego rozchodzenia się światła jest rozchodzenie się fali elektromagnetycznej w próżni.

Dla niemalże każdego materiału rozchodzenie się światła jest dyspersyjne.

Dla fali elektromagnetycznej rozchodzącej się w jonosferze i wielu innych ośrodkach iloczyn prędkości fazowej i grupowej jest stały i wynosi . Prędkość grupowa jest mniejsza lub równa prędkości światła w próżni, a prędkość fazowa jest równa lub większa od prędkości światła.

Ogólniej, tak zwana relacja dyspersji ω(k) może być zapisana w postaci ω(k) = ck / n, gdzie k = 2π / λ jest wektorem falowym. Szczegółowa zależność n(λ) określa własności fali.

Zobacz też: Dyspersja (fala), Właściwości fizyczne i chemiczne minerałów