algemeen voorkomend verschijnsel, het meest bekend in de optica waar het aanleiding geeft tot de zgn. kleurschifting.
Voor elektromagnetische golven geldt dat de fasesnelheid in een medium vmed, gekarakteriseerd door een permittiviteit ε en een permeabiliteit μ, gegeven wordt door:
vmed = 1/√εμ (1)
Alleen in vacuüm (ε0, μ0) geldt exact dat ε onafhankelijk is van de frequentie v (μ is in dit verband meestal minder belangrijk). In alle andere gevallen kan men het medium vaak opvatten als een conglomeraat harmonisch gebonden ladingen (meestal buitenelektronen) met een dichtheid N en een resonantiefrequentie v0, die op de elektrische component van het veld (frequentie v) reageren door mee te trillen met een amplitude (en fase), die van het ‘verschil’ van v en v0 afhangt. Het medium vertoont dan een dynamische polariseerbaarheid ⍺, die van v afhangt volgens:
⍺ = (Ne2/4𝜋2m)(1/v02−v2) (2)
waarbij e en m de lading en de massa van de trillende lading voorstellen. Ook ε hangt dan van v af, omdat geldt: ε = ε0 + ⍺.
Tenslotte wordt eveneens de brekingsipdex n ≡ vvac/vmed een functie van de frequentie v. Voor doorzichtige media, waarvoor bijna altijd geldt
μ0/μ ≈ 1, wordt dan gevonden:
n2 = 1 + (Ne2/4𝜋2ε0m)(1/v02−v2) (3)
Op (3) berust het feit dat men bijv. in spectraalapparaten met een prisma het licht naar frequentie (kleur) kan scheiden. Voor elektronen (het belangrijkste geval) ligt v0 meestal in het ultraviolette deel van het spectrum, voor ionen in het infrarood. Volgens (2) geldt: ⍺ → ∞ als v → v0. Het eindig blijven van ⍺ (en van n) komt voor rekening van dempings(wrijvings)processen, die in (2) voor een extra term in de noemer (niet aangegeven) zorgen; deze dempingsterm (zie Trillingen) beschrijft in feite het optreden van absorptie, die voor v = v0 zeer sterk wordt. In de buurt van v0 treedt anomale dispersie op, omdat dn/dv in tegenstelling tot de normale situatie dan negatief wordt. De demping leidt tot een complexe brekingsindex. Het reële en imaginaire deel (absorptiecoëfficiënt) van n hangen samen volgens de zgn. dispersierelatie ofwel relatie van Kramers-Kronig. In het geval van een medium, dat uit een volledig geïoniseerd plasma bestaat geldt:
n2 = 1 − (ωₚ²)/ω² (4)
waarbij vp = ωp/2𝜋 de plasmafrequentie is (meestal in het microgolfgebied).
Voor ω < ωp wordt n2 < 0 en dus n zuiver imaginair, wat betekent dat er volledige absorptie optreedt (zie afb.).
Interessant is de analyse van het gedrag van golfpakketjes in dispersieve media waarbij het begrip groepssnelheid een belangrijke rol speelt.
In een afgeleide betekenis komt men het begrip dispersief ook vaak tegen als attribuut van apparatuur, waarmee bundels straling (tevens zie Tralie) of deeltjes ruimtelijk naar energie (of impuls) worden opgesplitst, waarna een eindige opening de filterfunctie completeert. (Voorts zie Augerelektronenspectroscopie; Elektromagnetisme).