为什么（同一个）光学玻璃对紫色（波长短）光的折射率比红光（波长长）的折射率大？
要理解为什么同一块光学玻璃对紫光的折射率比红光大，咱们得从光本身和物质相互作用的本质上说起。这背后可不是什么随机现象，而是有深层物理规律在支撑的。
首先，咱们得明白，光其实是一种电磁波。它不像咱们平时看到的实体一样有明确的边界，它更像是一种能量在空间中以波的形式传播。而颜色的不同，归根结底是由于不同颜色的光，其波长（wavelength）和频率（frequency）不一样。紫光，咱们知道它波长短，频率就相对高；红光，波长长，频率就相对低。这就像是往平静的水面扔石子，石子越大扔得越慢，形成的波纹就越宽（波长长），频率低；石子越小扔得越快，形成的波纹就越窄（波长短），频率高。
那么，光是怎么在玻璃这种物质里“减速”并改变方向的呢？这就要说到折射率了。当光从一种介质（比如空气）进入另一种介质（比如玻璃）时，它的速度会发生变化，并且通常会发生弯曲。这个弯曲的程度，就是由折射率决定的。折射率越大，光在介质中的速度就越慢，弯曲得也越厉害。
现在，咱们把目光聚焦到光和玻璃的“互动”上。玻璃，说白了，是由无数个原子或分子组成的。这些原子和分子里，最外层是带负电的电子，而原子核是带正电的质子。当光这种电磁波穿过玻璃时，它里面的电场和磁场会“拨动”玻璃中的电子。你可以想象成，光波就像是一个小推车，而玻璃里的电子就是坐在秋千上的人。
这个“拨动”是有讲究的。光波的电场会推动电子振动，磁场也会对运动的电子产生作用力。而电子在原子核的束缚下，不是你想怎么推就怎么推的，它有一定的“弹性”和“惯性”。更关键的是，这些电子在受到光的电场作用时，会以一个特定的频率发生共振。
这里就引出了一个核心概念：共振频率（Resonance Frequency）。玻璃里的电子，就像是弹簧上的小球，它们本身都有一个它最喜欢振动的频率，这个频率取决于它和原子核之间的束缚力，以及周围的原子结构。这有点像你轻轻推秋千，推到某个特定的节奏（频率）时，秋千就能荡得很高（发生共振）；如果你用乱七八糟的节奏推，秋千就晃悠几下就停了。
现在，把光的颜色（频率）和玻璃里电子的共振频率联系起来。
紫光： 波长短，频率高。当紫光穿过玻璃时，它的频率比较接近玻璃中一些电子的固有振动频率。就像是给了秋千一个更接近它自然摆动频率的推力，电子更容易被“激惹”起来，发生更强烈的振动和共振。这种强烈的相互作用，使得光波在玻璃中的传播受到更大的阻碍，速度减慢得更多，折射也就更厉害。
红光： 波长长，频率低。红光的频率相对较低，距离玻璃中电子的固有振动频率可能就远一些。这就好比你用一个不太对的节奏去推秋千，电子被“拨动”的程度相对较弱，共振效应不那么明显。因此，红光在玻璃中的传播受到的阻碍就小一些，速度减慢得没那么多，折射的幅度也自然小一些。
这种现象，在物理学上被称为色散（Dispersion）。简单来说，就是介质的折射率随光的波长（或频率）而变化。玻璃对不同颜色的光折射率不同，导致白光通过玻璃后会“散开”成彩虹一样的光谱，就是因为这个。紫光折射率大，弯得最厉害，跑到最前面；红光折射率小，弯得最少，跑到最后面。
你也可以把玻璃想象成一个“筛子”，但这个筛子不是按大小来筛的，而是按“振动频率”来筛的。紫光（高频）更容易和筛子的材料（电子）产生共鸣互动，被“卡住”的时间长，通过得慢；红光（低频）互动不那么剧烈，像漏网之鱼一样，通过得快。
更深入一点讲，光在介质中的传播速度可以看作是介质对光波的“响应”能力。当光的频率接近材料中某些电子的固有振动频率时，材料的原子或分子就会对光的电场产生更大的极化效应。这种极化效应越大，光的传播就越受阻碍，速度就越慢，折射率也就越大。
所以，这层层递进的解释就是：
1. 光是电磁波，不同颜色对应不同波长/频率。
2. 光在玻璃中传播会与玻璃中的电子发生相互作用。
3. 玻璃中的电子有其固有的振动频率（共振频率）。
4. 紫光频率高，更容易与玻璃中的电子发生共振。
5. 共振越强，光在玻璃中的速度减慢越多，折射率就越大。
6. 因此，紫光对光学玻璃的折射率比红光大。
这就像是一场精妙的物理舞蹈，光波的频率与物质内部的“节奏”不谋而合，便催生了这奇妙的折射差异。
首先，咱们得明白，光其实是一种电磁波。它不像咱们平时看到的实体一样有明确的边界，它更像是一种能量在空间中以波的形式传播。而颜色的不同，归根结底是由于不同颜色的光，其波长（wavelength）和频率（frequency）不一样。紫光，咱们知道它波长短，频率就相对高；红光，波长长，频率就相对低。这就像是往平静的水面扔石子，石子越大扔得越慢，形成的波纹就越宽（波长长），频率低；石子越小扔得越快，形成的波纹就越窄（波长短），频率高。
那么，光是怎么在玻璃这种物质里“减速”并改变方向的呢？这就要说到折射率了。当光从一种介质（比如空气）进入另一种介质（比如玻璃）时，它的速度会发生变化，并且通常会发生弯曲。这个弯曲的程度，就是由折射率决定的。折射率越大，光在介质中的速度就越慢，弯曲得也越厉害。
现在，咱们把目光聚焦到光和玻璃的“互动”上。玻璃，说白了，是由无数个原子或分子组成的。这些原子和分子里，最外层是带负电的电子，而原子核是带正电的质子。当光这种电磁波穿过玻璃时，它里面的电场和磁场会“拨动”玻璃中的电子。你可以想象成，光波就像是一个小推车，而玻璃里的电子就是坐在秋千上的人。
这个“拨动”是有讲究的。光波的电场会推动电子振动，磁场也会对运动的电子产生作用力。而电子在原子核的束缚下，不是你想怎么推就怎么推的，它有一定的“弹性”和“惯性”。更关键的是，这些电子在受到光的电场作用时，会以一个特定的频率发生共振。
这里就引出了一个核心概念：共振频率（Resonance Frequency）。玻璃里的电子，就像是弹簧上的小球，它们本身都有一个它最喜欢振动的频率，这个频率取决于它和原子核之间的束缚力，以及周围的原子结构。这有点像你轻轻推秋千，推到某个特定的节奏（频率）时，秋千就能荡得很高（发生共振）；如果你用乱七八糟的节奏推，秋千就晃悠几下就停了。
现在，把光的颜色（频率）和玻璃里电子的共振频率联系起来。
紫光： 波长短，频率高。当紫光穿过玻璃时，它的频率比较接近玻璃中一些电子的固有振动频率。就像是给了秋千一个更接近它自然摆动频率的推力，电子更容易被“激惹”起来，发生更强烈的振动和共振。这种强烈的相互作用，使得光波在玻璃中的传播受到更大的阻碍，速度减慢得更多，折射也就更厉害。
红光： 波长长，频率低。红光的频率相对较低，距离玻璃中电子的固有振动频率可能就远一些。这就好比你用一个不太对的节奏去推秋千，电子被“拨动”的程度相对较弱，共振效应不那么明显。因此，红光在玻璃中的传播受到的阻碍就小一些，速度减慢得没那么多，折射的幅度也自然小一些。
这种现象，在物理学上被称为色散（Dispersion）。简单来说，就是介质的折射率随光的波长（或频率）而变化。玻璃对不同颜色的光折射率不同，导致白光通过玻璃后会“散开”成彩虹一样的光谱，就是因为这个。紫光折射率大，弯得最厉害，跑到最前面；红光折射率小，弯得最少，跑到最后面。
你也可以把玻璃想象成一个“筛子”，但这个筛子不是按大小来筛的，而是按“振动频率”来筛的。紫光（高频）更容易和筛子的材料（电子）产生共鸣互动，被“卡住”的时间长，通过得慢；红光（低频）互动不那么剧烈，像漏网之鱼一样，通过得快。
更深入一点讲，光在介质中的传播速度可以看作是介质对光波的“响应”能力。当光的频率接近材料中某些电子的固有振动频率时，材料的原子或分子就会对光的电场产生更大的极化效应。这种极化效应越大，光的传播就越受阻碍，速度就越慢，折射率也就越大。
所以，这层层递进的解释就是：
1. 光是电磁波，不同颜色对应不同波长/频率。
2. 光在玻璃中传播会与玻璃中的电子发生相互作用。
3. 玻璃中的电子有其固有的振动频率（共振频率）。
4. 紫光频率高，更容易与玻璃中的电子发生共振。
5. 共振越强，光在玻璃中的速度减慢越多，折射率就越大。
6. 因此，紫光对光学玻璃的折射率比红光大。
这就像是一场精妙的物理舞蹈，光波的频率与物质内部的“节奏”不谋而合，便催生了这奇妙的折射差异。
网友意见
对于这个现象，定性的解答是非常初等的。题主想要了解的是光的色散现象，也就是折射率随波长变化的微观成因。
首先我们来考虑一件事。光在介质中传播，很明显是和物质产生了相互作用。通过介质中的麦克斯韦方程组，我们可以解出：
，其中 是相对磁导率， 是相对介电常数。
由于大多数介质的相对磁导率接近1，所以折射率就是 。
接下来，我们要研究为什么物质的相对介电常数和光的波长，也就是频率有关系。
根据定义， ，所以很显然，我们只需要计算出物质的极化强度和电场强度的关系即可。
光是频率非常高的电磁波，其快速变化的电场分量 是我们要分析的对象。我们接下来建立一个符合直觉的物质和光相互作用模型。假定电子 在电场作用下的位移是极化强度的主要贡献者，也就是一个原子的电子会受到电场力 的作用被拉开，以至于和原子的正电荷 中心产生了相对位移 ，构成了电偶极子 。同时，电子还受到原子核的吸引力。根据原子的经典振子模型洛伦兹模型，我们设它是简谐力 ， 表示原子的一个固有频率。同时，这个过程必定有光的吸收，微观上体现为耗散，我们不妨假定是线性耗散力 。
所以我们可以写出如下的运动方程
也即
我们考虑用复数法解这个方程的稳态
得到
然后假定单位体积内有 个这样的原子，那么极化强度
所以得到了复相对介电常数
他的虚部表示了物质对光的吸收。现在取表示折射率的实部
由于一个介质不止可以有一个振动模式，所以可以有很多 ，所以修正上述公式
将 代入即可得到
我们在 附近根据上述公式绘制色散曲线 。
可见，在每一个 附近的波长的光的折射率波动特别大，在 左边，折射率较小，在 右边，折射率较大，而且折射率在两边都随波长增大而递减。 就是吸收谱线。我们生活中看到不透明物体，就是因为光被吸收了。
我们结合色散曲线 来看
一种介质的完整色散曲线上有很多 。对于玻璃来说，可见光正好处于吸收带之间，所以折射率随波长增大而减小，紫光折射率大于红光。
可见，这样的定性的模型可以很好地解释光的色散现象。
以上。
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