Механизм влияния света на оптические свойства среды.

Электромагнитная теория света объясняет распространение света в среде как результат последовательного взаимодействия световой волны с атомами и молекулами: под действием электрического вектора световой волны происходит смещение в противоположные стороны разноименно заряженных электронов и ядер атомов (рис. 109).

Смещение квазиупруго связанных электронов зависит линейно от напряженности электрического поля световой волны:

где — «коэффициент упругости», определяемый силами связи электрона в атоме; Е — модуль вектора напряженности электрического поля световой волны.

В переменном электрическом поле

колеблющиеся электроны сами становятся источниками вторичных световых волн той же частоты, но отличающихся от первичной световой волны амплитудой и фазой. Сдвиг по фазе между падающими электромагнитными волнами и вторичными (переиз-лученными) является причиной того, что распространение результирующей волны, являющейся их геометрической суммой, происходит в веществе со скоростью отличной от скорости света в вакууме с.

Пока напряженность электрического поля световой волны мала, амплитуда колебаний электронов в атомах пропорциональна напряженности поля. При этом переизлучение света колеблющимися электронами происходит без искажений и каждая волна распространяется так, как если бы других волн не было, т. е. выполняется принцип суперпозиции.

Но если плотность потока света такова, что напряженность электрического поля световой волны сравнима с напряженностью внутриатомных полей, линейный характер зависимости

нарушается, т. е. коэффициент упругости k атомных диполей при больших смещениях электронов уменьшается подобно тому, как уменьшается жесткость пружины при больших деформациях. Изменение упругости атомного диполя макроскопически проявляется в изменении показателя преломления вещества.