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
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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
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:
Gleichung (6.2) kann auch so geschrieben werden:
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