经典电动力学导论 Let there be light 第七章:电磁波的散射§7.2 872介质中的色散 介质极化机制:1.电子在外场作用下产生位移2.有极分子的分子偶极矩在外场作用下转向。 色散:介电常数(磁导率)依赖于频率,相速度与频率有关 色散的物理机制:介质响应跟不上外场变化的频度。 例如对有极分子,在低频时,分子偶极矩在外场作用下发生转向,对介电常数有贡献 高频时,分子偶极矩响应跟不上,介电常数可能急剧下降 即使是对电子位移产生的极化,也会因为外场频率的增加导致色散 色散的经典模型:考虑电子在外场作用下的位移,原子中的正离子视为静止。 只能得到近似解,只对某些介质,较为准确。 严格求解:需要量子力学、固体物理。经典模型仅给出近似结果。 、稀薄介质中的色散 复旦大学物理系 林志方徐建军1
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经典电动力学导论 Let there be light 第七章:电磁波的散射§7.2 872介质中的色散 介质极化机制:1.电子在外场作用下产生位移2.有极分子的分子偶极矩在外场作用下转向。 色散:介电常数(磁导率)依赖于频率,相速度与频率有关 色散的物理机制:介质响应跟不上外场变化的频度。 例如对有极分子,在低频时,分子偶极矩在外场作用下发生转向,对介电常数有贡献 高频时,分子偶极矩响应跟不上,介电常数可能急剧下降 即使是对电子位移产生的极化,也会因为外场频率的增加导致色散 色散的经典模型:考虑电子在外场作用下的位移,原子中的正离子视为静止。 只能得到近似解,只对某些介质,较为准确。 严格求解:需要量子力学、固体物理。经典模型仅给出近似结果。 、稀薄介质中的色散 某频率电磁波进入介质,一般而言,原子中电子受迫振动速度远小于光速C。v/c<1 复旦大学物理系 林志方徐建军1
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经典电动力学导论 Let there be light 第七章:电磁波的散射§7.2 872介质中的色散 介质极化机制:1.电子在外场作用下产生位移2.有极分子的分子偶极矩在外场作用下转向。 色散:介电常数(磁导率)依赖于频率,相速度与频率有关 色散的物理机制:介质响应跟不上外场变化的频度。 例如对有极分子,在低频时,分子偶极矩在外场作用下发生转向,对介电常数有贡献 高频时,分子偶极矩响应跟不上,介电常数可能急剧下降 即使是对电子位移产生的极化,也会因为外场频率的增加导致色散 色散的经典模型:考虑电子在外场作用下的位移,原子中的正离子视为静止。 只能得到近似解,只对某些介质,较为准确。 严格求解:需要量子力学、固体物理。经典模型仅给出近似结果。 、稀薄介质中的色散 某频率电磁波进入介质,一般而言,原子中电子受迫振动速度远小于光速c。v/c<1 电子受到的磁场力与电场力之比:υ/c≤1why?),只需考虑电场力 复旦大学物理系 林志方徐建军1
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经典电动力学导论 Let there be light 第七章:电磁波的散射§7.2 872介质中的色散 介质极化机制:1.电子在外场作用下产生位移2.有极分子的分子偶极矩在外场作用下转向。 色散:介电常数(磁导率)依赖于频率,相速度与频率有关 色散的物理机制:介质响应跟不上外场变化的频度。 例如对有极分子,在低频时,分子偶极矩在外场作用下发生转向,对介电常数有贡献 高频时,分子偶极矩响应跟不上,介电常数可能急剧下降 即使是对电子位移产生的极化,也会因为外场频率的增加导致色散 色散的经典模型:考虑电子在外场作用下的位移,原子中的正离子视为静止。 只能得到近似解,只对某些介质,较为准确。 严格求解:需要量子力学、固体物理。经典模型仅给出近似结果。 、稀薄介质中的色散 某频率电磁波进入介质,一般而言,原子中电子受迫振动速度远小于光速c。v/c<1 电子受到的磁场力与电场力之比:υ/c≤1why?),只需考虑电场力 电子在外电场力作用下,振动振幅远小于外场的波长,电子视位在“均匀场”中 复旦大学物理系 林志方徐建军1
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经典电动力学导论 Let there be light 第七章:电磁波的散射§7.2 872介质中的色散 介质极化机制:1.电子在外场作用下产生位移2.有极分子的分子偶极矩在外场作用下转向。 色散:介电常数(磁导率)依赖于频率,相速度与频率有关 色散的物理机制:介质响应跟不上外场变化的频度。 例如对有极分子,在低频时,分子偶极矩在外场作用下发生转向,对介电常数有贡献 高频时,分子偶极矩响应跟不上,介电常数可能急剧下降 即使是对电子位移产生的极化,也会因为外场频率的增加导致色散 色散的经典模型:考虑电子在外场作用下的位移,原子中的正离子视为静止。 只能得到近似解,只对某些介质,较为准确。 严格求解:需要量子力学、固体物理。经典模型仅给出近似结果。 、稀薄介质中的色散 某频率电磁波进入介质,一般而言,原子中电子受迫振动速度远小于光速c。v/c<1 电子受到的磁场力与电场力之比:υ/c≤1why?),只需考虑电场力 电子在外电场力作用下,振动振幅远小于外场的波长,电子视位在“均匀场”中 电子受到“静止的”正离子作用力,等效为一恢复力:一k=-mur 复旦大学物理系 林志方徐建军1
Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÔÙµ>^ÅÑ § 7.2 § 7.2 0¥ÚÑ 04zŵ1. >f3 |^e) £ 2. k4©f©fó4Ý3 |^e=" Úѵ0>~ê£^Ǥ6uªÇ§ÝªÇk' ÚÑÔnŵ0AØþ |CzªÝ" ~Xék4©f§3$ª§©fó4Ý3 |^eu)=§é0>~êkz pª§©fó4ÝAØþ§0>~êU:ìeü =¦´é>f £)4z§¬Ï |ªÇO\ÚÑ ÚѲ; .µÄ>f3 |^e £§f¥lfÀ·" UCq)§é, 0§O(" î¦)µIþfåÆ!NÔn"²; .=ÑCq(J" !D0¥ÚÑ ,ªÇ>^Å?\0§ ó§f¥>fɽÄÝu1 c"v/c 1 >fÉ^|å>|å'µv/c 1 (why?)§IÄ>|å >f3 >|å^e§ÄÌu |ŧ>fÀ 3/þ!|0¥ >fÉ/·0lf^å§ ¡Eåµ − kr~ = −mω2 0r~ EÆ ÔnX Mï 1