复旦大学：《电动力学》课程电子讲义（PDF演示版）第五章 电磁波的传播 05-05 表面等离激元

经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.5 cnee C nw MxMe方程:VxE=0B ipOh V×_0D +3=-iwEoE +o 0 V·B → Helmholtz方程:V2e+u2e10E=0, T。e 等离子体频率 m∈ 平面波解:E(中)= Teik 其中波矢k应满足:k·k=u2eA0 讨论 复旦大学物理系 林志方徐建军2

Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.5 ~j = inee 2 mω E~ =⇒ σc = inee 2 mω Maxwell §µ ∇ × E~ = − ∂B~ ∂t = iωµ0H~ , ∇ × H~ = ∂D~ ∂t + j = −iω0E~ + σcE~ ∇ · D~ = 0∇ · E~ = 0, ∇ · B~ = µ0∇ · H~ = 0 =⇒ Helmholtz §µ∇2E~ + ω 2  0 µ0E~ = 0,  0 = 0 + iσc ω = 0 1 − ω 2 p ω2 ! ωp = s nee 2 m0 lfNªÇ ²¡Å)µ E~ (r~) = E~ 0e i~k·r~ ٥ť ~k A÷vµ~k · ~k = ω 2  0 µ0 =⇒ k 2 = ω 2 c 2 1 − ω 2 p ω2 ! =⇒ k = ω c s 1 − ω 2 p ω2 ?ص E￾ŒÆ ÔnX  Mï
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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.5 cnee C nw MxMe方程:VxE=0B ipOh V×_0D +3=-iwEoE +o 0 V·B → Helmholtz方程:V2e+u2e10E=0, T。e 等离子体频率 m∈ 平面波解:E(中)= Teik 其中波矢k应满足:k·k=u2eA0 讨论 (1)u>ω时k为实数数,波可以在等离子体中传播。相速度v= C 复旦大学物理系 林志方徐建军2

Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.5 ~j = inee 2 mω E~ =⇒ σc = inee 2 mω Maxwell §µ ∇ × E~ = − ∂B~ ∂t = iωµ0H~ , ∇ × H~ = ∂D~ ∂t + j = −iω0E~ + σcE~ ∇ · D~ = 0∇ · E~ = 0, ∇ · B~ = µ0∇ · H~ = 0 =⇒ Helmholtz §µ∇2E~ + ω 2  0 µ0E~ = 0,  0 = 0 + iσc ω = 0 1 − ω 2 p ω2 ! ωp = s nee 2 m0 lfNªÇ ²¡Å)µ E~ (r~) = E~ 0e i~k·r~ ٥ť ~k A÷vµ~k · ~k = ω 2  0 µ0 =⇒ k 2 = ω 2 c 2 1 − ω 2 p ω2 ! =⇒ k = ω c s 1 − ω 2 p ω2 ?ص (1) ω > ωp ž k ¢êê§ÅŒ±3lfN¥DÂ"ƒ„Ý vp = ω k = c r 1 − ω2 p ω2 > c E￾ŒÆ ÔnX  Mï
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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.5 cnee C nw MxMe方程:VxE=0B OD i0,× +3=-iwEoE+ocE 0 V·B → Helmholtz方程:V2e+u2e10E=0, T。e 等离子体频率 m∈ 平面波解:E(中)= Teik 其中波矢k应满足:k·k=u2eA0 讨论 C (1)>un时k为实数数,波可以在等离子体中传播。相速度vp=k 等离子体折射率:n2= ∈0 等离子体是比真空还稀疏的介质 ∈oL 复旦大学物理系 林志方徐建军2

Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.5 ~j = inee 2 mω E~ =⇒ σc = inee 2 mω Maxwell §µ ∇ × E~ = − ∂B~ ∂t = iωµ0H~ , ∇ × H~ = ∂D~ ∂t + j = −iω0E~ + σcE~ ∇ · D~ = 0∇ · E~ = 0, ∇ · B~ = µ0∇ · H~ = 0 =⇒ Helmholtz §µ∇2E~ + ω 2  0 µ0E~ = 0,  0 = 0 + iσc ω = 0 1 − ω 2 p ω2 ! ωp = s nee 2 m0 lfNªÇ ²¡Å)µ E~ (r~) = E~ 0e i~k·r~ ٥ť ~k A÷vµ~k · ~k = ω 2  0 µ0 =⇒ k 2 = ω 2 c 2 1 − ω 2 p ω2 ! =⇒ k = ω c s 1 − ω 2 p ω2 ?ص (1) ω > ωp ž k ¢êê§ÅŒ±3lfN¥DÂ"ƒ„Ý vp = ω k = c r 1 − ω2 p ω2 > c lfNòǵn2 = s  0 µ0 0µ0 = s 1 − ω 2 p ω2 < 1 lfN´'ý„DÕ0Ÿ E￾ŒÆ ÔnX  Mï
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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.5 cnee C nw MxMe方程:VxE=0B OD i0,× +3=-iwEoE +o 0 V·B → Helmholtz方程:V2e+u2e10E=0, T。e 等离子体频率 m∈ 平面波解:E(中)= Teik 其中波矢k应满足:k·k=u2eA0 讨论 C (1)>时k为实数,波可以在等离子体中传播。相速度v=k 等离子体折射率:n2= ∈0 等离子体是比真空还稀疏的介质 ∈oL 当电磁波从真空入射到等离子体时,若入射角大于临界角6sin-1m2,将发生全反射 复旦大学物理系 林志方徐建军2

Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.5 ~j = inee 2 mω E~ =⇒ σc = inee 2 mω Maxwell §µ ∇ × E~ = − ∂B~ ∂t = iωµ0H~ , ∇ × H~ = ∂D~ ∂t + j = −iω0E~ + σcE~ ∇ · D~ = 0∇ · E~ = 0, ∇ · B~ = µ0∇ · H~ = 0 =⇒ Helmholtz §µ∇2E~ + ω 2  0 µ0E~ = 0,  0 = 0 + iσc ω = 0 1 − ω 2 p ω2 ! ωp = s nee 2 m0 lfNªÇ ²¡Å)µ E~ (r~) = E~ 0e i~k·r~ ٥ť ~k A÷vµ~k · ~k = ω 2  0 µ0 =⇒ k 2 = ω 2 c 2 1 − ω 2 p ω2 ! =⇒ k = ω c s 1 − ω 2 p ω2 ?ص (1) ω > ωp ž k ¢êê§ÅŒ±3lfN¥DÂ"ƒ„Ý vp = ω k = c r 1 − ω2 p ω2 > c lfNòǵn2 = s  0 µ0 0µ0 = s 1 − ω 2 p ω2 < 1 lfN´'ý„DÕ0Ÿ >^Ålý\lfNž§e\Œu. θc sin−1 n2§òu)‡ E￾ŒÆ ÔnX  Mï
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经典电动力学导论 Let there be light 第五章:电磁波的传播§5.5 (2)ω<ω时k为纯虚数,电磁场是衰减的,入射到等离子体上的电磁波将被反射回来 复旦大学物理系 林志方徐建军3

Let there be light ²;>ÄåÆØ 1ÊÙµ>^ÅD § 5.5 (2) ω < ωp ž k XJê§>^|´P~§\lfNþ>^Åò‡£5 E￾ŒÆ ÔnX  Mï
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