In diesem Modell betrachten wir Atome als Oszillatoren, die von der ankommenden Lichtwelle zum Schwingen angeregt werden.
In der Physik ist das eine sog. erzwungene Schwingung:
Ein Pendel (der Erreger) überträgt seine Schwingung auf ein zweites Pendel, den Resonator.
Der Resonator hat eine ihm eigene Frequenz fo, Ist die Frequenz des Erregers fe genau so groß, so liegt der Resonanzfall vor: die Schwingung wird schnell und optimal weitergegeben.
Der Lichtstrahl würde dann fast vollständig absorbiert werden und die Abbremsung ist minimal, der Brechungsindex n fast genau 1.
Liegt die Lichtfrequenz deutlich unter der Resonanzfrequenz der Atome, so wird wenig Licht absorbiert und der Bechungsindex steigt mit der Frequenz an: Blaues Licht wird stärker gebrochen wie rotes Licht.
In unmittelbarer Umgebung kommt es zu einem Abfall des Bechungsindex mit steigender Frequenz: kurzwellige Strahlung wird dann schwächer gebrochen. Dies ist die anormale Brechung.
Bei fast allen Materialien ist die Resonanzfrequenz bei Wellenlängen im UV, wir haben also im sichtbaren Licht normale Brechung vorliegen.
Ich habe das mal als Skizze dargestellt. Man erkennt das beschriebene Verhalten des Brechugnsinex n und in blau unterlegt die passende Absorptionskurve.
Brechung und Absorption hängen zusammen. Das drückt man durch den gemeinsamen komplexen Brechungsindex N aus.
Es gilt N² =(n -i*a)², dabei ist der Realteil n der normale Brechungsindex und a die komplexe Absorption (durch die Multiplikation mit i = √(-1) entsteht beim Ausrechnen eine reele Zahl, der Absorptionsgrad),
Fazit: Das Abbremsen des Lichtes bei der Brechung kommt durch die nicht resonante Anregung der Atome durch den Lichtstrahl.
Genug der abstrakten Theorie...kommen wir zur Beugung...
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