Onde elettromagnetiche nella materia

A differenza delle onde meccaniche, le onde elettromagnetiche possono viaggiare nel vuoto o in qualsiasi mezzo materiale.

Si consideri l'onda elettromagnetica che passa attraverso un mezzo dielettrico. In tal caso, le equazioni di Maxwell vengono modificate.

Nella legge di Ampere, ε₀ è sostituito con ε, la permittività del dielettrico. Inoltre, la permeabilità al vuoto è sostituita dalla permeabilità del mezzo.

Ricordiamo le relazioni tra i campi elettrici e magnetici derivate utilizzando la legge di Faraday e Ampere. Poiché la velocità dell'onda in un dielettrico non è la stessa che nel vuoto, la costante "c" viene sostituita con una velocità ridotta "v".

Confrontando queste due relazioni, si può ottenere la velocità di un'onda elettromagnetica in un dielettrico.

Fatta eccezione per i materiali ferromagnetici, la permeabilità relativa della maggior parte dei dielettrici è solitamente vicina all'unità e la costante dielettrica è sempre maggiore dell'unità. Quindi, la velocità dell'onda è sempre inferiore rispetto alla velocità nel vuoto.

Il rapporto tra la velocità di un'onda elettromagnetica nel vuoto e la velocità in un materiale è noto come indice di rifrazione del materiale.