Über die Fortpflanzung des Lichtes in dispergierenden Medien

Abstract

Die Fortpjianzuny des Lichtes in disperyierenden Medien.17 9 Folge gerade aufhebt, so ist die Schlulyeschwindiykeir! des abgebrochenen Signals identisch mit der Kopfgeschwindigkeit eines einsetzenden Signals.Von der Kopfgeschwindigkeit ist zu unterscheiden die Signalyeschwindigkeit, d. h.diejenige Geschwindigkeit, rnit der sich der Hauptteil der Lichtbeweyuny in das disperyierende Mittel fortpflanzt.Es zeigt sich niiplich, dat3 das Signal beim Fortschreiten keineswegs seine ursprtingliche Gestalt beibehiilt, dab in einer gegebenen Tiefe des Mittels vielmehr zunachst eine sehr schwache Lichtbewegung eintria, die ,,VorraufercL, die sich allmiihlich bis zu einer der auffallenden Intensitiat entsprechenden GrZjBe steigern.Es ist das wesentliche Resultat der Arbeit von Hrn.Brillouin, da6 diese Signalgeschwindigkeit praktisch ubereinstimmt mit der Gruppenqeschwind@keit, nlmlich immer dam, wenn die auffallende Wellenlange verschieden ist von der Eigenwellenliinge des dispergierenden Mittels, wenn also die Lichtbewegung ohne starke Absorption fortschreitet.Von der Frontyeschwindiy keit werden wir hier zeigen, daS sie unter allen Umstanden identisch ist mit der Pakuum- yeschzclindiglieit c, gleichviel ob das Mittel normal oder anomal dispergiert, ob es durchsichtig ist oder absorbiert, ob es einfach oder doppelbrechend ist.Der Beweis griindet sich auf die Dispersionstheorie des Lichtes, nach der die verschiedenen optischen Eigenschaften der Korper durch das Mitschwingen von Teilchen, Elektronen oder Ionen, zustande kommen.I m folgenden werden wir diese Teilchen als Ionen bezeichnen, darunter aber auch den Fall der reinen Elektronenschwingungen mit einbegreifen.Vom Standpunkt der urspriinglichen Maxwellschen Theorie, nach der die Dielektrizitatskonatante E und daher auch der Brechungsindex 1; eine dem Mittel eigentumliche Materialkonstante sein soll, ware die Phasengeschwindigkeit P = c/ 1; eine wirkliche Fortpflanzungsgeschwindigkeit der in dem betreffenden Mittel sich ausbreitenden Storungen, gerade so wie es die Geschwindigkeit c im Vakuum ist.Nach unseren derzeitigen Erfahrungen und ihrer Zusammenfassung in der Elektronentheorie gibt es aber nur ein einheitliches Mittel elektrodynamischer Wirkungen, das Vakuum, und sind die Abweichungen vom Optisch-Leeren auf mitschwingende Ladungen zuriickzufiihren.Wenn die Frofit 1) Diese Auffassung verdanke ich den Diskussionsbemerkungen von