In einem Medium bewegen sich elektromagnetische Wellen langsamer. Die einfallende
Welle regt die polarisierbaren Atome zum Schwingen an. Diese schwingen mit der
gleichen Frequenz, aber mit einer frequenzabhängigen Phasenverschiebung. Die
Resonanzfrequenz des Elektron-Atomrumpfsystems liegt im Ultravioletten. In der
Summe wird die elektromagnetische Welle durch diese mit der zunehmenden Frequenz
zunehmenden Phasenverschiebung verlangsamt. Mit dem (frequenzabhängigen)
Brechungsindex n = bekommt man
![]() | (6.1) |
wobei c die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist. Die Brechzahl oder der Brechungsindex
n gibt an, um wieviel langsamer elektromagnetische Wellen in einem Medium sind als
im Vakuum. Die Intensität ist gegeben durch den Mittelwert des Poynting-Vektors
(
) =
0(
) sin 2
. Für harmonische Schwingungen erhält man für die auf
die Fläche mit der Flächennormale
einfallende Intensität
I![]() ![]() | = ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | ||
= ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() | |||
= ![]() ![]() ![]() | (6.2) |
wenn E das elektrische Feld, d.h. eine der beiden möglichen Amplituden der
elektromagnetischen Welle ist. ε0 = 8.8542·10-12 ist die Vakuumpermittivität und
c = 2.9979·108
die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Der Vorfaktor
entsteht durch
die Mittelung über viele Perioden. Bei nichtmagnetischen Materialien (μ = 1) kann man
auch schreiben:
I![]() ![]() | = ![]() ![]() ![]() | (6.3) |
Gleichung (6.2) kann auch so geschrieben werden:
![]() | (6.4) |