Оптическая среда

Среда, в которой распространяются электромагнитные волны

В оптике оптическая среда — это материал, через который распространяются свет и другие электромагнитные волны . Это форма среды передачи . Диэлектрическая проницаемость и проницаемость среды определяют, как в ней распространяются электромагнитные волны.

Характеристики

Оптическая среда имеет собственный импеданс , определяемый формулой

${\displaystyle \eta ={E_{x} \over H_{y}}}$

где и – электрическое поле и магнитное поле соответственно. В области без электропроводности выражение упрощается до: ${\displaystyle E_{x}}$ ${\displaystyle H_{y}}$

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

Например, в свободном пространстве собственный _{импеданс} называется характеристическим импедансом вакуума и обозначается Z0 , а

${\displaystyle Z_{0}={\sqrt {\mu _{0} \over \varepsilon _{0}}}\ .}$

Волны распространяются в среде со скоростью , где – частота , – длина волны электромагнитных волн. Это уравнение также можно представить в виде ${\displaystyle c_{w}=\nu \lambda }$ ${\displaystyle \nu }$ ${\displaystyle \lambda }$

${\displaystyle c_{w}={\omega \over k}\ ,}$

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

Скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве , идеализированном стандартном эталонном состоянии (как и абсолютный ноль для температуры), условно обозначается c ₀ : ^[1]

${\displaystyle c_{0}={1 \over {\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}\ ,}$

где – электрическая постоянная , – магнитная постоянная . ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ ${\displaystyle ~\mu _{0}\ }$

Общее введение см. в Serway ^[2] . Обсуждение синтетических сред см. в Joannopoulus. ^[3]

Типы

1. Гомогенная среда и гетерогенная среда
2. Прозрачная среда и непрозрачное тело

• • Полупрозрачная среда

Смотрите также

• Черенковское излучение
• Электромагнитный спектр
• Электромагнитное излучение
• Оптика
• единицы СИ
• Свободное место
• Метаматериал
• Фотонный кристалл
• Фотонно-кристаллическое волокно

Примечания и ссылки

1. В ISO 31-5 NIST и BIPM приняли обозначение c ₀ .
2. Раймонд Сервей и Джуэтт Дж (2003). Физика для ученых и инженеров (6-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Томсон-Брукс/Коул. ISBN 0-534-40842-7.
3. Джон Д. Джоаннопулуос; Джонсон С.Г.; Винн Дж. Н.; Мид Р.Д. (2008). Фотонные кристаллы: формирование потока света (2-е изд.). Принстон, штат Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-12456-8.