按照光的電磁學說,玻璃結構中電子吸收光能后,將從低能級躍遷到高能級,而當處于高能級的激發(fā)電子返回到低能級時,部分能量將以光的形式放出.換句話來說,在頻率為w的入射光的作用下,產生了頻率wi的光。這兩個頻率與折射率有如下光系:
(n2-1)/(n2+2)=4πNe2/3m·∑(Ci/wi2-w2)
式中,N——單位體積中的分子數;
e、m——電子的電荷與質量;
Ci——每一分子內對色散有貢獻的電子數目。
當n接近于1并假設所產生光子的頻率都相同時,在入射光頻率一定時,則上式可簡化為:
n=1+(4πNCie2/3m)·1/( wi2-w2)=1+k′(1/( wi2-w2)
從式中可以看出,隨著wi的減小,n增加,這種折射率與波長有關的現象稱之為色散。由于折射率與波長有關,波長不同折射率也不同,因此,應用折射率這個參數時,應指明是何種波長下的折射率。