Оптическая среда

редактировать

Оптическая среда - это материал, через который распространяются электромагнитные волны. Это форма среды передачи. диэлектрическая проницаемость и проницаемость среды определяют, как в ней распространяются электромагнитные волны. Среда имеет внутренний импеданс, определяемый как

η = E x H y {\ displaystyle \ eta = {E_ {x} \ over H_ {y}}}

\ eta = {E_x \ over H_y}

, где $E x {\ displaystyle E_ {x}}$ $E_x$ и $H y {\ displaystyle H_ {y}}$ $H_y$ - это электрическое поле и магнитное поле соответственно. В области без электропроводности выражение упрощается до:

η = μ ε. {\ displaystyle \ eta = {\ sqrt {\ mu \ over \ varepsilon}} \.}

\ eta = \ sqrt {\ mu \ over \ varepsilon} \.

Например, в свободном пространстве собственное сопротивление называется характеристическим сопротивлением вакуума, обозначенный Z 0, и

Z 0 = μ 0 ε 0. {\ displaystyle Z_ {0} = {\ sqrt {\ mu _ {0} \ over \ varepsilon _ {0}}} \.}

Z_0 = \ sqrt {\ mu_0 \ над \ varepsilon_0} \.

Волны распространяются в среде со скоростью $cw = ν λ {\ displaystyle c_ {w} = \ nu \ lambda}$ $c_w = \ nu \ lambda$ , где $ν {\ displaystyle \ nu}$ $\ nu$ - частота и $λ { \ displaystyle \ lambda}$ $\ lambda$ - это длина электромагнитных волн. Это уравнение также можно представить в виде

cw = ω k, {\ displaystyle c_ {w} = {\ omega \ over k} \,}

c_w = {\ omega \ over k} \,

где $ω {\ displaystyle \ omega}$ $\ omega$ - угловая частота волны, а $k {\ displaystyle k}$ $k$ - волновое число волны. В электротехнике символ $β {\ displaystyle \ beta}$ $\ beta$ , называемый фазовой постоянной, часто используется вместо $k { \ displaystyle k}$ $k$ .

Скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, идеализированном стандартном эталонном состоянии (например, абсолютный ноль для температуры), обычно обозначается как c 0:

с 0 знак равно 1 ε 0 μ 0, {\ displaystyle c_ {0} = {1 \ over {\ sqrt {\ varepsilon _ {0} \ mu _ {0}}}} \,}

c_0 = {1 \ over \ sqrt {\ varepsilon_0 \ mu_0}} \,

где

ε 0 {\ displaystyle \ varepsilon _ {0}}

\ varepsilon _ {0}

- электрическая постоянная и

μ 0 {\ displaystyle ~ \ mu _ {0} \}

~ \ mu_0 \

- магнитная постоянная.

. Общее введение см. В Serway. Обсуждение синтетических сред см. В Joannopoulus.

Типы оптических сред

Однородные среды
Гетерогенная среда
Прозрачная среда
Прозрачная среда
Непрозрачная тело

Примечания и ссылки

См. Также