为什么说电磁波的传播速度和介质和频率有关

Question

如题所述

Answer 1

v=c/n,
v=λ/t=λ*f.
第一个式子表明，电磁波在介质中的速度和介质的折射率有关。真空的折射率为1，介质的折射率都比1大，所以介质中光速要小于c.
第二个式子表明，相同速度的电磁波，波长和频率呈反比。
但是电磁波频率决定了电磁波的种类，它不受介质影响。也许你要问：那为什么我们认为空气中各种色光光速相等，而介质中不同色光的速度不一样呢？
那是因为容易被折射的色光在介质中不断弯折，行进的路程要大，因此花费的时间略长。实际各种电磁波的传播速度是相等的。频率越大，越容易被折射。所以准确地说，同一种介质对于不同的色光，折射率是不同的。
综上，电磁波的传播速度与介质折射率呈反比，折射率大的介质中，波长小。介质和频率无关。速度相同情况下，频率和波长呈反比。

Answer 2

电磁波的传播速度只和介质有关，与频率无关。因为在真空中电磁波的波速是确定的，常数，c=2.99792458×10^8m/s，和频率没有关系。在介质中，波速要变慢，大小为真空中的速度（c=2.99792458×10^8m/s）除以该介质的相对介电常数，也和频率没有关系。
你说和介质和波长相关，其实是介质改变了电磁波的波长，从而改变了波速，归根结底还是介质这一个因素。
真空中电磁波的波长与频率的因果关系是：波长×频率=常数（c=2.99792458×10^8m/s），但是介质中，波长×频率=c/相对介电常数。