31电介质的极化 电介质是由原子所组成,原子所带的电荷只局 限在空间小区域内,原子内正负电荷在场的作 用下,其分布会发生变化,使得原来不具有偶 极性的原子可能表现出偶极性——原子在外场 作用下的感应电偶极化 原子极化的经典模型:电偶极子在产生场方面 和受其它场的作用方面,均可用电偶极矩p=el 来描述。e为电子电荷的绝对值,l的大小为 正负电荷间的距离,其方向由负电荷指向正电 荷
3.1 电介质的极化 • 电介质是由原子所组成，原子所带的电荷只局 限在空间小区域内，原子内正负电荷在场的作 用下，其分布会发生变化，使得原来不具有偶 极性的原子可能表现出偶极性——原子在外场 作用下的感应电偶极化。 • 原子极化的经典模型：电偶极子在产生场方面 和受其它场的作用方面，均可用电偶极矩 来描述。e为电子电荷的绝对值，l的大小l为 正负电荷间的距离，其方向由负电荷指向正电 荷。 p el =
在电偶极近似下,场对物质的作用表现在原 子发生了电偶极化。极化了的物质会对场施 以反作用,使得原来作用于它的场发生变化 原子电偶极矩的量子力学描述:在量子力学 中,原子的状态是用波函数来描述的,外场 对原子的作用表现为外场使原子的波函数发 生了变化。这一变化有可能使得原子体系的 电偶极矩的量子力学平均值不再为零
• 在电偶极近似下，场对物质的作用表现在原 子发生了电偶极化。极化了的物质会对场施 以反作用，使得原来作用于它的场发生变化。 • 原子电偶极矩的量子力学描述：在量子力学 中，原子的状态是用波函数来描述的，外场 对原子的作用表现为外场使原子的波函数发 生了变化。这一变化有可能使得原子体系的 电偶极矩的量子力学平均值不再为零
般采用宏观电极化强度( the polarization)来 描述物质的极化,定义为单位体积内电偶极 矩的矢量和,P=∑PAP 在偶极相互作用下,有D=6E+P 当与原子相互作用的场比较弱,即E<<Ea (E为原子内的电子所经受到的库仑场,约 为109V/cm)时,极化强度与电场强度近似 成线性关系=EE,X叫做线性电极化率
• 一般采用宏观电极化强度(the polarization)来 描述物质的极化，定义为单位体积内电偶极 矩的矢量和， • 在偶极相互作用下，有 • 当与原子相互作用的场比较弱，即E<<Eat （Eat为原子内的电子所经受到的库仑场，约 为109V/cm）时，极化强度与电场强度近似 成线性关系 , L叫做线性电极化率 P p V i = i D E P = 0 + PL L E = 0
当场强增大到可与En相比拟的程度时,在 些介质中,会出现非线性现象,它们不能用 物质的线性极化理论来解释。这时,极化强 度可写成P=F+P 在场与物质的相互作用过程中,会同时存在 场与物质的共振相互作用和非共振相互作用, 极化强度可写作 r+ ·本书中速率方程理论只考虑介质的共振线性 极化,此时D=E+P
• 当场强增大到可与Eat相比拟的程度时，在一 些介质中，会出现非线性现象，它们不能用 物质的线性极化理论来解释。这时，极化强 度可写成 • 在场与物质的相互作用过程中，会同时存在 场与物质的共振相互作用和非共振相互作用， 极化强度可写作 • 本书中速率方程理论只考虑介质的共振线性 极化，此时 P PL PNL = + P PR PNR = + D E PLR = 0 +
32光和物质相互作用的经典理论简介 、原子自发辐射的经典模型 物理模型:按简谐振动或阻尼振动规律运动 的电偶极子,称为简谐振子 简谐振子模型:原子中的电子被与位移成正 比的弹性恢复力束缚在某一平衡位置x=0 (原子中的正电中心)附近振动(假设一维 运动情况),当电子偏离平衡位置而具有位 移时,就受到一个恢复力fKx的作用。 x(t) is the deviation of the electron from its equilibrium position
3.2 光和物质相互作用的经典理论简介 一、原子自发辐射的经典模型 • 物理模型：按简谐振动或阻尼振动规律运动 的电偶极子，称为简谐振子。 • 简谐振子模型：原子中的电子被与位移成正 比的弹性恢复力束缚在某一平衡位置x=0 （原子中的正电中心）附近振动（假设一维 运动情况），当电子偏离平衡位置而具有位 移时，就受到一个恢复力f=-Kx的作用。 x(t) is the deviation of the electron from its equilibrium position