2 Optické spektrum. Lom, odraz, tlmenie a disperzia
2.1 Úvod

Svetlo ako elektromagnetickú vlnu je možné popísať kombináciou časovo premenlivých vektorov E (elektrické pole) a H (magnetické pole) šíriacich sa v priestore podľa Maxwellových rovníc, ktoré prezentoval James Clerk Maxwell v druhej polovici 19. storočia.

Svetlo je možné charakterizovať pomocou niekoľkých spektrálnych veličín a to:

c je univerzálna fyzikálna konštanta, jej hodnota je 299 792 458 m/s.

Obyčajne sa používa aproximovaná hodnota c = 3·108 m/s.

V každom inom optickom prostredí odlišnom od vákua fázová rýchlosť svetla v (rýchlosť, ktorou sa vrchol alebo fáza vĺn pohybuje) závisí od indexu lomu n prenosového média [2]:

(001) , kde n je možné definovať nasledujúcou rovnicou:

(002) , kde εr je relatívna elektrická permitivita a μr je relatívna magnetická permeabilita látky [3]. Index lomu je funkciou vlnovej dĺžky.

Vzťah medzi elektrickými, magnetickými veličinami a rýchlosťou šírenia svetla v prenosovom médiu je možné popísať nasledujúcou rovnicou:

(003)

Vlnovo – časticová dualita: Každá elementárna častica alebo kvantová entita vykazuje vlastnosti nielen častice ale aj vlny. Elektromagnetické žiarenie sa šíri v súlade s vlnovými rovnicami, ale môže byť vyžiarené alebo absorbované len ako diskrétne častice - fotóny a takto sa správa súčasne ako vlna aj častica.

Energia fotónu E je úmerná jeho frekvencii a môžeme ju vypočítať pomocou Planckovho–Einsteinovho vzťahu, známeho tiež ako Planckova rovnica [4]:

(004)

kde h je Planckova konštanta, = 6,62·10–34 Js alebo 4,1356·10–15 eVs.

Konštanta: hc = 1,24 eVμm.

Hodnota relatívnej permitivity kremíka (oxidu kremičitého SiO2) je εr = 3,9 a relatívnej magnetickej permeability SiO2 je μr = 0,53. Na základe týchto veličín môžeme vypočítať index lomu kremičitého skla.

RIEŠENIE

Index lomu oxidu kremičitého SiO2 je: (005)