El índice de refracción de un material es una función tanto de las propiedades físicas del material como de la longitud de onda de la luz. El índice de refracción depende de la polarización del material, que representa cómo responden los electrones en el material a los campos eléctricos. Si esta respuesta fuera perfectamente lineal, entonces el índice de refracción sería constante, independientemente de la longitud de onda. Pero no lo es; varía ligeramente con la longitud de onda (y, por lo tanto, la energía) de la radiación electromagnética entrante, y esta no linealidad se manifiesta como un cambio en el índice de refracción.
En un rango de longitudes de onda en las que el material es transparente, el índice de refracción generalmente cambia lentamente con la longitud de onda. Pero a medida que la longitud de onda se acerca a un punto donde el material comienza a absorber la luz, el índice de refracción puede comenzar a cambiar drásticamente. Una forma de visualizar esto es pensar en los electrones como pequeños péndulos, impulsados por las ondas entrantes. A medida que la frecuencia de las ondas se acerca a la frecuencia de resonancia de los péndulos, comienzan a absorber fuertemente la energía. La relación entre absorción y refracción viene dada por las relaciones Kramers-Kronig.
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