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为什么光在介质中频率不变请不要说直接认为给

发布时间:2019-07-20 05:20编辑:社会科学浏览(133)

      光源发出的光波频率是由原子跃迁的上下能级决定的,或者更简单地说E2-E1=E=hv,h是常数。

      光在传播过程中会与物质相互作用,使物质正负电荷中心分离,即所谓的极化现象。

      光一般用电场表示,设入射光场为E=coswt,w是角频率(w=2πv)极化理论指出与物质相互作用后光场为

      当光强较弱时是线性极化,主要是第一项起作用,后面的数值很小可以忽略,频率不会改变,一般情况下只考虑线性极化,w不变。

      当光强较强时除了线性极化外还要考虑非线性极化,光强越强,非线性极化也越强,以二阶为例,即P=ε[a1E+a2E^2],代入E发现多了2w和直流项,能量从w项转移到这两项去了。

      如果是不同频率的光波入射,例如w1和w2,仍以二阶为例,代入相应的光场计算,发现除了有倍频项2w1和2w2,还会有和频w1+w2和差频w1-w2,即能量转移到了新的频率上,新的频率分量又会进一步进行相互作用和能量转换。

      你说的拉曼散射就是一个典型的非线性极化效应,宏观来看,光与物质相互作用,将能量传给了处于低能态的粒子,由E=hv,频率变小。微观上大致可以这么看,物质分子以某一振动w0振动,相当于另一个入射波,根据上面所说的出射光场有三个分量,w,w-w0,w+w0(w0远小于w,与光子对应也把它叫做声子)。

      波的频率决定于波源的振动频率,与传播的介质无关,同一列波进入不同介质,频率不变,波长改变,波速度改变。

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