• ベストアンサー

屈折率と誘電率の関係

屈折率が√(με/μoεo)となることが分かって これはマクスウェル方程式を解いて出る、ということもわかりました。 しかし今の私の知識ではマクスウェル方程式は理解しにくかったです。 空気や二酸化炭素の屈折率を求めたのですが、これらの比透磁率は1とみなしてよい。ということは比誘電率が屈折率に大きく影響すると思うのです。 Q。比誘電率が大きい(=電荷をため易い)と屈折率が大きいということは、直感的に言うとどういうことなのですか? どなたか教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • kz1975
  • ベストアンサー率47% (9/19)
回答No.2

直感的説明、というのは難しいですね。私自身は、媒質の境界における電磁波の境界条件により、反射率や屈折率が決まると理解しています。例えば以下のページ、 http://www.ee.seikei.ac.jp/~seiichi/lecture/Wave/Chapt06/boundary.html 屈折率は媒質中での電磁波の(位相)速度で決まり、(真空中での速度cとの比の逆数)その(位相)速度は媒質中での電磁波の伝わり方で決まります。電磁波の伝わり方とは、電場や磁場が時間や場所でどのように変化するかで決まるわけですが、それが互いにどのような関係をもつかが、媒質中の誘電率や透磁率で決まります。その関係式がマックスウェル方程式なわけですが。 誘電率が大きいと、電場の振幅の時間変化に対して空間的な変化が大きくなります。それで結果的に位相速度が小さくなるということです。(空間的な変化とは波数k、時間的変化とは周波数ωで特徴付けられ、位相速度はω/kで求められる。) マックスウェル方程式から電磁波の位相速度が決まる過程を説明しているだけなので、分かりにくいかもしれません。

その他の回答 (1)

  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1631/3289)
回答No.1

電子分極がおこりやすい,ということでしょう.

jonclock
質問者

補足

誘電率が高い、すなわち誘電分極がしやすいということになりますね。 では誘電分極が屈折率と何らかの関係があるのでしょうか?

関連するQ&A

  • 透磁率 誘電率 マクスウェル方程式

    屈折率が透磁率と誘電率で表せることを調べてわかりました。 Q。では、このn=sqrt(με/μoεo)という式はどのように導かれたのですか?マクスウェル方程式を解いているのでしょうか? Q。誘電率と透磁率は計算で出せるのですか? また、誘電率と透磁率の一覧表みたいなのはWebページにありますか? 以上2つです。1つでも構いませんのでどなたか教えてください。

  • 水の屈折率と誘電率について

    屈折率nと比誘電率εrと比透磁率μrの関係は、n=√εr・μr であると思います。 一方、物性表などで調べると水の屈折率は1.3334(温度20℃)、比誘電率は80.4(温度20℃)、比透磁率μrはほぼ1との事です。式に代入すると矛盾があります。どこが間違っているのでしょうか?

  • 屈折率と比誘電率の関係について

    屈折率と比誘電率の関係について 非磁性体である物質の屈折率nがその物質の比誘電率ε_rを使って n^2 = ε_r と表せるのを最近知ったのですが、水(ε_r = 80)について計算してみると n = 8.9… となってしまい、実際の屈折率(n = 1.3…)とはかけ離れた値になってしまいます。 どうして、こんなにも値が違うのでしょうか?

  • FDTD法での屈折率の定義

    FDTD法を用いて平面波を入射させて散乱体の電磁界のモデリングを行いたいと思い、FDTD法を勉強中です。 その際、自由空間(空気中)に置かれた散乱体(氷(水)を扱っています)の性質の定義で誘電率、導電率、透磁率を設定する事はマクスウェルの方程式から理解できるのですが、水は屈折率がありますが、屈折率はいったいどこで定義され計算されるのでしょうか?まだまだ勉強中のためいまいちわかっていません。どなたかわかる方がいらっしゃったら教えて下さい。

  • 空気と二酸化炭素の屈折率の大小関係

    マイケルソン干渉計を用いて、空気と二酸化炭素の屈折率を求めました。わずかな違いでしたが 二酸化炭素>空気>真空  と屈折率の大小関係がわかりました。 どうして、二酸化炭素の屈折率は空気より大きいのでしょうか? 私個人的には分子量が関係してるのではないかと思うのですがどうでしょうか

  • 誘電率と屈折率と磁化率と透磁率の関係

    誘電率と屈折率と磁化率と透磁率は相互に関係しているようなのですが、その関係がよく分かりません。これらの物理量はどのような式で関連付けられるのでしょうか。また、実数で扱う場合と複素数で扱う場合の違いは何でしょうか。どなたかご教授願います。

  • 屈折率について

    屈折率nと誘電率εの間にε=n^2が成り立つときには、透磁率μ=1を仮定していますが、この条件はどのような場合になぜ適応できるのでしょうか。

  • 誘電率は非誘電率?

    変な質問ですが、誘電率とは直感的なイメージで言うなれば電気力線をどれだけ密集させることが出来るかの度合いとでも言えるものだと思います。 ところで、ガウスの定理E=q/εを考えた場合、電場、直感的なイメージで言うと電気力線の密集度は電荷に比例し、誘電率に反比例します。 この式を解釈すると、誘電率が大きいと電気力線の密集度が小さくなります。即ち、電気力線を誘導しているのではなく、その逆のように思えます。 実際、誘電率は直感的イメージで考えると電気力線を誘導し密集させる割合と思うのですが、ガウスの法則の解釈のどこに間違いがあるのでしょう? 知識が断片的で繋がりません。お願いします。

  • 負の屈折率

    http://www.riken.jp/lab/dri/discovery/jpn/press/press060119.html ここのページに、誘電率、透磁率ともに負の値になると屈折率は負の値になる、ということが書かれてあるのですが、 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B1%88%E6%8A%98%E7%8E%87 ここにあるような式の誘電率と透磁率に負の値を代入してもかけ算なので、普通に屈折率は実数になってしまうと思うのですが、どういうことなのでしょうか? そもそも平方根をとっている時点で誘電率と透磁率が虚数だろうが、負の値だろうが屈折率が負の値になることはないように思うのですが、どういうことなのでしょうか?

  • 光が屈折する理由

     マイケルソン干渉計を用いて、空気と二酸化炭素の屈折率を求めました。屈折率は二酸化炭素>空気>真空の順番で小さくなっていきました。  屈折は光子が分子の軌道を回り込むため、と調べたら出てきました。これはつまり、二酸化炭素の分子量が空気の平均分子量より大きいため、光子が大回りして、空気より多く屈折してる。  と考えてよいのでしょうか。 どなたかご教授ください。参照URLでもかまいません