Дисперсия света: определение, открытие явления, примеры в природе

Источник всей энергии

Мы принимаем солнечный свет как должное, но так не обязано быть, потому что, по сути, вся энергия на Земле зависит от этой большой, яркой звезды в центре нашей Солнечной системы. И пока мы находимся в ней, мы должны также сказать спасибо нашей атмосфере, потому что она поглощает часть излучения, прежде чем оно достигнет нас. Это важный баланс: слишком много солнечного света, и на Земле становится жарко, слишком мало — и она начинает замерзать.

Проходя через атмосферу, спектр солнечного излучения у поверхности Земли дает энергию в разных формах. Для начала рассмотрим различные способы ее передачи:

Проводимость (кондукция) — это когда энергия передается от прямого контакта. Когда вы обжигаете руку горячей сковородой, потому что забыли надеть прихватку, это проводимость. Посуда передает тепло вашей руке через прямой контакт. Кроме того, когда ваши ноги касаются холодной плитки в ванной утром, они переносят тепло на пол через прямой контакт — проводимость в действии.
Рассеивание — это, когда энергия передается через токи в жидкости. Это также может быть и газ, но процесс в любом случае будет такой же. Когда жидкость нагрета, молекулы возбуждены, разрозненны и менее плотные, поэтому они стремятся вверх. Когда они остывают, снова падают вниз, создавая клеточный текущий путь.
Радиация (излучение) — это, когда энергия передается в виде электромагнитных волн. Подумайте о том, как хорошо сидеть рядом с костром и чувствовать, как приветственное тепло излучается от него к вам — это радиация. Радиоволны, световые и тепловые волны могут путешествовать, перемещаясь из одного места в другое без помощи каких-либо материалов.

Фазы

Фотосинтез у растений происходит в листьях через хлоропласты — полуавтономные двухмембранные органеллы, относящиеся к классу пластид. С плоской формой листовых пластин обеспечивается качественное поглощение и полное использование световой энергии и углекислого газа. Вода, необходимая для природного синтеза, поступает от корней через водопроводящую ткань. Газообмен происходит с помощью диффузии через устьица и частично через кутикулу.

Хлоропласты заполнены бесцветной стромой и пронизаны ламеллами, которые при соединении друг с другом образуют тилакоиды. Именно в них и происходит фотосинтез. Цианобактерии сами собой представляют хлоропласты, поэтому аппарат для природного синтеза в них не выделен в отдельную органеллу.

Фотосинтез протекает при участии пигментов, которыми обычно выступают хлорофиллы. Некоторые организмы содержат другой пигмент — каротиноид или фикобилин. Прокариоты обладают пигментом бактериохлорофиллом, причем данные организмы не выделяют кислород по завершении природного синтеза.

Фотосинтез проходит две фазы — световую и темновую. Каждая из них характеризуется определенными реакциями и взаимодействующими веществами. Рассмотрим подробнее процесс фаз фотосинтеза.

Световая

Первая фаза фотосинтеза характеризуется образованием высокоэнергетических продуктов, которыми являются АТФ, клеточный источник энергии, и НАДФ, восстановитель. В конце стадии в качестве побочного продукта образуется кислород. Световая стадия происходит обязательно с солнечным светом.

Процесс фотосинтеза протекает в мембранах тилакоидов при участии белков-переносчиков электронов, АТФ-синтетазы и хлорофилла (или другого пигмента).

Функционирование электрохимических цепей, по которым происходит передача электронов и частично протонов водорода, образуется в сложных комплексах, формирующихся пигментами и ферментами.

Описание процесса световой фазы:

При попадании солнечного света на листовые пластины растительных организмов происходит возбуждение электронов хлорофилла в структуре пластин;
В активном состоянии частицы выходят из пигментной молекулы и попадают на внешнюю сторону тилакоида, заряженную отрицательно. Это происходит одновременно с окислением и последующим восстановлением молекул хлорофилла, которые отбирают очередные электроны у поступившей в листья воды;
Затем происходит фотолиз воды с образованием ионов, которые отдают электроны и преобразуются в радикалы OH, способные участвовать в реакциях и в дальнейшем;
Затем эти радикалы соединяются, образуя молекулы воды и свободный кислород, выходящий в атмосферу;
Тилакоидная мембрана приобретает с одной стороны положительный заряд за счет иона водорода, а с другой — отрицательный за счет электронов;
С достижением разницы в 200 мВ между сторонами мембраны протоны проходят через фермент АТФ-синтетазу, что приводит к превращению АДФ в АТФ (процесс фосфорилирования);
С освободившимся из воды атомным водородом происходит восстановление НАДФ+ в НАДФ·Н2;

Тогда как свободный кислород в процессе реакций выходит в атмосферу, АТФ и НАДФ·Н2 участвуют в темновой фазе природного синтеза.

Темновая

Обязательный компонент для этой стадии — углекислый газ, который растения постоянно поглощают из внешней среды через устьица в листьях. Процессы темновой фазы проходят в строме хлоропласта. Поскольку на данном этапе не требуется много солнечной энергии и будет достаточно получившихся в ходе световой фазы АТФ и НАДФ·Н2, реакции в организмах могут протекать и днем, и ночью. Процессы на этой стадии происходят быстрее, чем на предыдущей.

Совокупность всех процессов, происходящих в темновой фазе, представлена в виде своеобразной цепочки последовательных преобразований углекислоты, поступившей из внешней среды:

Первой реакцией в такой цепочке является фиксация углекислого газа. Наличие фермента РиБФ-карбоксилаза способствует быстрому и плавному протеканию реакции, в результате которой происходит образование шестиуглеродного соединения, распадающегося на 2 молекулы фосфоглицериновой кислоты;
Затем происходит довольно сложный цикл, включающий еще определенное число реакций, по завершении которых фосфоглицериновая кислота преобразуется в природный сахар — глюкозу. Этот процесс называют циклом Кальвина;

Вместе с сахаром также происходит формирование жирных кислот, аминокислот, глицерина и нуклеотидов.

Планеты газовой группы

Данная группа состоит из четырех газовых гигантов, расположенных на большем расстоянии от Солнца, нежели другие планеты. Огромные размеры обусловлены низкой плотностью и большим количеством газообразных веществ в составе.

Юпитер

Самая большая планета в Солнечной системе. Ее радиус составляет 69912 км, что практически в 20 раз превышает земной. Ученые пока не могут точно определить состав планеты, лишь известно, что в ней больше ксенона, аргона и криптона больше, чем на Солнце. Также у Юпитера 67 спутников, причем некоторые по размеру вполне походят на планеты. Например, Ганимед на 8% больше, чем Меркурий, а Ио имеет собственную атмосферу. Также есть теория, что Юпитер должен был стать полноценной звездой, но на этапе развития он так и остался планетой.

Сатурн

Шестая по счету планета, знаменитая своими кольцами, состоящими из льда и каменистых метеороидов. Радиус сатурна составляет 57360 км. Ученые еще не изучили детально состав поверхности, но смогли установить, что в ней имеются практически такие же химические элементы, как и на Солнце. Вокруг Сатурна находятся 62 спутника.

Интересный факт: не так давно было установлено, что помимо Сатурна кольцами обладают и другие газовые гиганты, но они заметны не так сильно. О причинах их появления пока можно лишь догадываться.

Уран

Третья по размерам планета в Солнечной системе. Ее радиус равен 25267 км. Температура на Уране держится на уровне -230 градусов по Цельсию, что делает его самой холодной планетой. Также он обладает уникальной особенностью: ось вращения расположена под углом, из-за чего при движении планета производит впечатление катящегося шара. Поверхность состоит преимущественно из льда, также имеется небольшое количество гелия и водорода.

Нептун

Восьмая планета от Солнца была открыта не с помощью наблюдений, а за счет математических расчетов. Наблюдая аномалии в движении Урана ученые выдвинули предположение, что они возникли из-за наличия еще одного небесного тела больших размеров. Нептун обладает радиусом в 24547 км. Поверхность похожа на урановую, но по ней гуляют самые сильные ветра в системе, разгоняющиеся до 260 м/с.

Таблицы [ править | править код ]

Средняя дневная сумма солнечной радиации, кВтч/м²
Лонгйир	Мурманск	Архангельск	Якутск	Санкт-Петербург	Москва	Новосибирск	Берлин	Улан-Удэ	Лондон	Хабаровск	Ростов-на-Дону	Сочи	Находка	Нью-Йорк	Мадрид	Асуан
1,67	2,19	2,29	2,96	2,60	2,72	2,91	2,74	3,47	2,73	3,69	3,45	4,00	3,99	3,83	4,57	6,34

Средняя дневная сумма солнечной радиации в декабре, кВтч/м²
Лонгйир	Мурманск	Архангельск	Якутск	Санкт-Петербург	Москва	Новосибирск	Берлин	Улан-Удэ	Лондон	Хабаровск	Ростов-на-Дону	Сочи	Находка	Нью-Йорк	Мадрид	Асуан
0,05	0,16	0,17	0,33	0,62	0,61	0,97	0,60	1,29	1,00	1,25	2,04	1,68	1,64	4,30

Средняя дневная сумма солнечной радиации в июне, кВтч/м²
Лонгйир	Мурманск	Архангельск	Якутск	Санкт-Петербург	Москва	Новосибирск	Берлин	Улан-Удэ	Лондон	Хабаровск	Ростов-на-Дону	Сочи	Находка	Нью-Йорк	Мадрид	Асуан
4,99	5,14	5,51	6,19	5,78	5,56	5,48	4,80	5,72	4,84	5,94	5,76	6,75	5,12	5,84	7,41	8,00

Преломление лучей

Видимый свет – это радуга цветов, а свет белого цвета, например, солнечный, является простым сочетанием этих цветов. Если поместить призму в луч яркого белого света, то он распадется на цвета или на волны разной длины, из которых состоит. Сначала появится красный с большей длиной волны, потом оранжевый, желтый, зеленый, синий и напоследок фиолетовый, который имеет наименьшую длину волны в видимом свете.

Если взять другую призму, чтобы поймать свет радуги и перевернуть с ног на голову, она соединит все цвета в белый. Примеров оптических явлений в физике множество, рассмотрим некоторые из них.

Виды гало

Различают множество типов гало, но все их вызывают ледяные кристаллы в перистых облаках. Именно от их формы и расположения и зависит вид гало. Свет, который отражают и преломляют ледяные кристаллы, нередко разлагается в спектр, что обуславливает схожесть гало с радугой. Гало, образующееся вокруг луны, не имеет цвета, потому как в сумерках его просто невозможно различить. Данное явление фиксируется в любую погоду, причем в мороз кристаллы располагаются очень близко к поверхности земли и напоминают сияющие драгоценные камни, так называемую алмазную пыль.

22-градусный круг

Наиболее часто видимое гало. В малом 22-градусном гало различима только часть цветов спектра (от красного до жёлтого), остальная часть выглядит белой из-за многократного смешения преломленных лучей. Паргелический круг и ряд других дуг гало почти всегда белые. Следует отличать гало от венцов. Последние имеют меньший угловой размер (до 5°) и объясняются дифракционным рассеянием лучей источника света на водяных каплях, образующих облако или туман.

Касательные дуги 22-градусного круга

Дуги окрашенные в радужные цвета, появляются над или под светилом, касаясь 22-градусного круга. При низком положении светила , вытягиваются концами кверху. По мере увеличения высоты приближаются к кругу. При 45-градусной высоте концы дуг смыкаются и образуют овал.

46-градусный круг

Интересна особенность большого 46-градусного гало — оно тусклое и малоцветное, в то время как почти совпадающая с ним при малой высоте Солнца над горизонтом верхняя касательная дуга имеет выраженные радужные цвета, с особенно ярким зеленым. Появление этого круга обычно происходит в очень тонком и равномерном слое облаков.

Околозенитная дуга

Почти всегда появляется вместе с 46-градусным кругом, касаясь его верхней части своей выпуклой стороной. Цвета ярко выражены, напоминает собой радугу. Редко бывают касательные нижней части 46-градусного круга, которые располагаются по обеим сторонам светила.

Зенитная дуга

Зенитная дуга в Фюссене Один из видов гало, который часто называют перевёрнутой радугой. Обычно наблюдается, когда на небе есть перистые облака.

Паргелический круг

Совершенно лишен радужной окраски, имеет чистый белый цвет. Располагается параллельно горизонту и проходит через светило. Иногда вместе с ним наблюдаются и столбы. В таких случаях около светила образуется крест, что часто вызывает суеверные представления о «крестных знамениях»

Редкие формы:

Антелий — с ветлое, довольно размытое белое пятно, расположенное на месте парагелического круга, в противоположной светилу стороне.
Парантелии — пятна как антелии, появляющиеся в парагелическом круге на расстоянии 120 градусов от светила по обеим от него сторонам.
Антелические дуги — дуги, обычно белые, проходящие к небу от антелия к светилу, по обеим сторонам от зенита, на некотором расстоянии от него
Дуга Парри — расположена между верхними концами касательной 22-градусного круга и имеет радужную окраску

Какие бывают разновидности гало?

В некоторых случаях гало возникает не вокруг Луны или Солнца, а в значительном отдалении от них. Такая разновидность гало называется паргелий, что переводится с древнегреческого как «ложное солнце». Этот впечатляющий эффект неоднократно становился причиной возникновения различных легенд, рассказов о наблюдении НЛО и других форм народного фольклора.

Так, например, в знаменитом «Слове о полку Игореве» упоминается о том, что перед наступлением половцев и пленением князя Игоря «четыре солнца засияли над русской землей» — русские воины истолковали это как дурное предзнаменование, и в данном случае предчувствие не обмануло их, что, конечно же, не означает, что гало действительно способно приносить несчастья. Описание подобного феномена можно найти также в пьесе Шекспира «Генрих VI», в рассказах Джека Лондона и других литературных источниках.

Одной из часто наблюдаемых разновидностей гало является так называемый солнечный столб — оптический эффект, представляющий собой вертикальную полосу света, тянущуюся вверх от солнца во время его восхода или заката. В некоторых случаях солнечный столб может напоминать своей формой крест, поэтому неудивительно, что этот визуальный феномен в старинные времена часто трактовался в мистическом ключе.

В некоторых случаях гало может иметь радужную окраску; такой эффект может возникать вне зависимости от формы гало. Так, например, разновидность гало, в метеорологии именуемая зенитной дугой, напоминает висящую в небе перевернутую радугу, поэтому в народе ее называют именно так. «Перевернутая радуга» обычно наблюдается в то время, когда в небе присутствуют перистые облака.
В зависимости от совокупности текущих метеорологических факторов гало может принимать самые разнообразные формы, поэтому на первый взгляд может показаться странным, что такие различные по своим наблюдаемым проявлениям оптические феномены объединены общим названием и вызываются общими причинами, но с научной точки зрения дело обстоит именно так.

Следует отметить, что эффект, подобный гало, можно наблюдать не только в небе — при определенных условиях он может наблюдаться вокруг любых мощных источников света, таких как прожекторы, уличные фонари и т.д., правда, в этом случае он имеет несколько иные причины возникновения, и называть его принято иначе (подробнее об этом будет сказано ниже).

Линейчатый спектр и его виды

Картина резко меняется, когда мы наблюдаем свечение, излучаемое разреженными газами. Спектр перестает быть непрерывным: в нём появляются разрывы, которые увеличиваются по мере разрежения газа. В предельном случае чрезвычайно разреженного атомарного газа спектр становится линейчатым.

Линейчатый спектр — спектр, который состоит из отдельных достаточно тонких линий.

Линейчатый спектр бывает двух видов:

спектр испускания;
спектр поглощения.

Спектр испускания

Предположим, что газ состоит из атомов некоторого химического элемента и разрежен настолько, что атомы почти не взаимодействуют друг с другом. Раскладывая в спектр излучение такого газа (нагретого до очень высокой температуры), мы сможем наблюдать такую картину, как на картинке ниже.

Спектр испускания — линейчатый спектр, который состоит из тонких изолированных разноцветных линий, соответствующих тем длинам волн света, который излучается атомами.

Любой атомарный разреженный газ излучает свет с линейчатым спектром

Но наибольшую важность имеет то, что для любого химического элемента спектр испускания является уникальным. Поэтому по нему можно устанавливать, какой химический элемент находится перед нами

Он является своего рода идентификатором.

Поскольку газ разрежен и атомы мало взаимодействуют друг с другом, мы можем сделать следующий вывод:

Свет излучают атомы сами по себе. Следовательно, каждый атом характеризуется дискретным, строго определённым набором длин волн излучаемого света. У каждого химического элемента этот набор свой.

Спектр поглощения

Атомы излучают свет в процессе перехода из возбуждённого состояния в основное. Но вещество может не только излучать, но и поглощать свет. При поглощении света атом совершает обратный процесс — он переходит из основного состояния в возбуждённое.

Снова рассмотрим разреженный атомарный газ, но теперь в охлажденном состоянии (при довольно низкой температуре). Свечения газа в этом случае мы не увидим. В не нагретом состоянии газ не излучает свечение, так как атомов в возбуждённом состоянии оказывается для этого слишком мало.

Если сквозь охлажденный газ пропустить свет с непрерывным спектром, мы увидим следующую картину (см. рисунок ниже).

Спектр поглощения — темные линии на фоне непрерывного спектра, соответствующие тем длинам волн света, которые поглощаются атомами и излучаются впоследствии при сильном нагревании.

Объясним, откуда берутся темные линии. Под действием падающего света газовые атомы переходят в возбуждённое состояние. При этом оказывается, что для возбуждения атомов нужны не любые длины волн, а лишь некоторые, строго определённые для данного вида газа. Именно эти длины волн газ поглощает из падающего на него света.

Внимание! Газ поглощает те длины волн, которые излучает сам. Поэтому, цветные линии на спектре испускания соответствуют темным линиям на спектре поглощения

Если их сложить, можно получить непрерывный спектр.

На рисунке ниже сопоставлены спектры испускания и поглощения разреженных паров натрия.

Глядя на спектры испускания и поглощения, ученые XIX века пришли к выводу, что атом не является неделимой частицей и обладает некоторой внутренней структурой. Ведь что-то внутри атома должно обеспечивать процессы излучения и поглощения света.

Кроме того, уникальность атомных спектров говорит о том, что этот механизм различен у атомов разных химических элементов. Поэтому атомы разных химических элементов должны отличаться по своему внутреннему устройству.

Где встречается

Дисперсию можно увидеть намного чаще, чем кажется на первый взгляд

Нужно просто обращать внимание:

Радуга – самый известный пример дисперсии. Свет преломляется в капельках воды, в результате возникает радуга, которую специалисты называют первичной. Но иногда свет преломляется дважды и появляется редкое природное явление – двойная радуга. В этом случае внутри дуга более яркая и со стандартным порядком цветов, а снаружи – размытая и оттенки идут в обратном порядке.
Закаты солнца, которые могут быть красными, оранжевыми или даже многоцветными. В этом случае объектом, преломляющим лучи, является атмосфера Земли. Ввиду того, что воздух состоит из определенной смеси газов, эффект отличается и может быть разным.
Если внимательно посмотреть на дно аквариума или большого водоема с чистой прозрачной водой, то можно явно различить радужные блики. Это происходит из-за того, что солнечный диапазон вследствие диффузии раскладывается на весь цветовой спектр.
Драгоценные камни с ювелирной огранкой тоже переливаются. Если аккуратно вращать их, можно заметить, как каждая грань дает свой оттенок. Это явление заметно на бриллиантах, хрустале, фианитах и даже на изделиях из стекла с хорошим качеством огранки.
Стеклянные призмы и любые другие прозрачные элементы при прохождении через них света также дают эффект. Особенно, если есть перепад освещения.

Буйство красок на закате солнца – один из самых известных примеров преломления света.

Разложение света в спектр несложно сделать и с помощью фонарика смартфона. В этом случае понадобится стеклянная призма и лист белой бумаги. Призму нужно поставить на стол в темном помещении, с одной стороны направить на нее луч света, а с другой поставить листок бумаги, на нем будут цветные полосы. Такой простой опыт очень нравится детям.

Исследование Солнца

Космический зонд возле Солнца. Иллюстрация: NASA / Johns Hopkins APL / Steve Gribben

Изначально люди относились к Солнцу как к божеству, дающему людям свет. Древние астрономы полагали, что наше светило – это лишь одна из планет, к которым также относили и Луну. Поэтому в честь него, как и в честь других планет, нередко называли дни недели. И сегодня в английском языке воскресенье носит название «Sunday», что переводится как «день Солнца». В 800 г. до н. э. китайцы впервые обнаружили на Солнце пятна.

Аристарх Самосский в III в. до н. э. первым предположил, что именно Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Но лишь во времена Коперника и Галилея эта теория была принята научным сообществом. Тогда же начались исследования Солнца с помощью телескопа. Галилей понял, что солнечные пятна – это часть светила. Изучая их, он понял, что звезда вращается вокруг своей оси, и даже смог определить период обращения.

В 1672 г. Д. Кассини смог достаточно точно рассчитать расстояние до светила. Для этого он определял положение Марса на небосводе в Париже и Кайенне (Южная Америка). Он получил значение в 140 млн км.

В XIX в. физики стали изучать спектр солнечного света. Этот метод позволял определить химический состав звезды. В 1868 г. было обнаружено, что в состав светила входит элемент, до того неизвестный человечеству. Его назвали гелием.

Большой загадкой для ученых оставалась природа энергии, излучаемой Солнцем. Выдвигались ошибочные версии, что звезда нагревается за счет падения на нее метеоритов или за счет гравитационного сжатия. Лишь с открытием ядерных реакций физики смогли предположить, что источник солнечного тепла – это термоядерный синтез.

Дальнейшее изучение Солнца связано с развитием космонавтики. С помощью советских аппаратов «Луна-1» и «Луна-2» в 1959 г. был открыт солнечный ветер.

Дисперсия света

Значение абсолютного показателя преломления среды определяется в основном свойствами этой среды; однако оно зависит еще от длины волны (частоты) света.

Поочередно пропуская через трехгранную призму пучки монохроматического света разной цветности, направленные на грань призмы под одним и тем же углом падения (рис. 17.30, где Щ — щель, Ф — фильтр, Э — экран), можно обнаружить, что фиолетовые лучи отклоняются от первоначального на-правления сильнее, чем красные. Следовательно, угол преломления красных лучей \(~\beta_k\) больше, чем фиолетовых \(~\beta_f(\beta_k > \beta_f).\) Из закона преломления

Рис. 17.30

\(\frac{\sin \alpha}{\sin \beta} = n\)

следует, что \(~n_f > n_k.\) А так как абсолютный показатель преломления \(n = \frac{c}{\upsilon},\) где \(~c\) и \(~\upsilon\) — скорости света соответственно в вакууме и среде то отсюда вытекает, что красный свет распространяется в среде быстрее, чем фиолетовый:

\(~\upsilon_k > \upsilon_f\)

Поскольку цвет, воспринимаемый глазом, определяется только частотой световой волны, то цвет при переходе из вакуума в вещество или из одного вещества в другое не изменяется.

Зависимость скорости распространения световых волн в среде (показателя преломления среды) от частоты (длины волны) света называется дисперсией света.

Дисперсия света представляется в виде зависимости \(~n = f(v).\) Опыт показывает, что для большинства веществ показатель преломления уменьшается с уменьшением частоты (с увеличением \(~\lambda\)). Дисперсию такого рода называют нормальной. Кривая зависимости \(~n = f(\lambda).\)
для стекла (рис. 17.31) — кривая дисперсии — показывает, что эта зависимость нелинейная. Показатель преломления стекла в области коротких длин волн изменяется быстрее, чем в области длинных.

Рис. 17.31

В парах йода и в некоторых жидкостях наблюдали аномальную дисперсию: показатель преломления увеличивается с увеличением \(~\lambda\), т.е. в них скорость распространения \(~\upsilon_k < \upsilon_f.\)

Дисперсию можно объяснить с точки зрения электромагнитной теории. Так как скорость света в вакууме не зависит от частоты, а дисперсия наблюдается только в веществе, то она связана со строением вещества (для объяснения используем электронную теорию строения вещества, разработанную X. Лоренцом в 1880 г.).

Поскольку атомы и молекулы сами могут являться источниками электромагнитных колебаний, они не остаются безучастными, когда на них воздействует внешняя электромагнитная волна (свет). В веществе возникают вынужденные электромагнитные колебания электронов в атомах. Атомы начинают излучать электромагнитные волны, которые накладываются на внешнюю волну. Частоты вынужденных колебаний совпадают с частотой внешней волны, но их фазы могут отличаться от фазы внешней волны (в зависимости от структуры частиц вещества, их ориентации и т.д.). Это приводит к тому, что скорости прохождения результирующей электромагнитной волны через данное вещество при разных частотах будут неодинаковыми. Различие между скоростями тем больше, чем сильнее вынужденные колебания электронов, т.е. чем ближе частота световой волны к собственной частоте колебаний электронов. Поэтому скорость света в веществе зависит от частоты световой волны. Дж. Максвелл показал, что

\(\upsilon = \frac{c}{\sqrt{\varepsilon \mu} },\)

где \(~\varepsilon\) и \(~\mu\) — диэлектрическая и магнитная проницаемости вещества. В результате вынужденных колебаний молекул среды изменяется поляризуемость молекул и, соответственно, \(~\varepsilon\).