8.光和物质相互作用的基本理论 重要性 介质中的各种光学现象本质上是光和 物质相互作用的结果。从经典电子模 型出发,研究光和物质相互作用的微 观过程,是讨论介质中光的折射、散 射、吸收和色散等常见的线性光学现 象的物理本质的基础
8.1光和物质相互作用的基本理论 一、重要性 介质中的各种光学现象本质上是光和 物质相互作用的结果。从经典电子模 型出发，研究光和物质相互作用的微 观过程，是讨论介质中光的折射、散 射、吸收和色散等常见的线性光学现 象的物理本质的基础
光波的辐射主要是原子最外层电子或弱束缚电 子的加速运动产生的,因而原子的电偶极矩便 是这种光辐射的主要波源。了解电偶极子辐射 场的基本性质对经典理论处理光和物质相互作 用的问题极为重要
光波的辐射主要是原子最外层电子或弱束缚电 子的加速运动产生的，因而原子的电偶极矩便 是这种光辐射的主要波源。了解电偶极子辐射 场的基本性质对经典理论处理光和物质相互作 用的问题极为重要
交变电偶极子向空间发射电磁波 当外层电子与原子核等值异号的电 荷交替变化时,即形成一个交变的电偶 极子,电偶极矩在它周围产生交变电场, 交变电场又产生交变磁场,交变磁场再 产生交变电场,如此不断继续下去,于 是,在电偶极子周围空间便产生由近及 远的电磁波动,因此,交变电偶极子向 空间发射电磁波
二、交变电偶极子向空间发射电磁波 当外层电子与原子核等值异号的电 荷交替变化时，即形成一个交变的电偶 极子，电偶极矩在它周围产生交变电场， 交变电场又产生交变磁场，交变磁场再 产生交变电场，如此不断继续下去，于 是，在电偶极子周围空间便产生由近及 远的电磁波动，因此，交变电偶极子向 空间发射电磁波
三、光和物质相互作用的经典的观点 光和物质相互作用的过程可以看 作是组成物质的原子或分子体系在入 射光波电场的作用下,正负电荷发生 相反方向的位移,并跟随光波的频率 作受迫振动,产生感生电偶极矩,进 而产生电磁波辐射的过程。这一过程 也为发射次波的过程
三、光和物质相互作用的经典的观点 光和物质相互作用的过程可以看 作是组成物质的原子或分子体系在入 射光波电场的作用下，正负电荷发生 相反方向的位移，并跟随光波的频率 作受迫振动，产生感生电偶极矩，进 而产生电磁波辐射的过程。这一过程 也为发射次波的过程
(1)(原子内部电子的运动可用简谐振动规律的电 偶极子描述,称为简谐振子。电子的运动方程为 Oox dt (2)因为交变电偶极子辐射电磁波,而辐射场必然 对电子产生反作用,即辐射阻尼,这种辐射阻力与 位移速度dx/d成正比,于是电子的运动方程可写成 dt 2 +y-+oox=o Y为阻力系数 因此原子内部电子按固有频率的振动是衰减振动, 其振幅随时间不断减小,即为阻尼振动
（1）（原子内部电子的运动可用简谐振动规律的电 偶极子描述，称为简谐振子。电子的运动方程为 （2）因为交变电偶极子辐射电磁波，而辐射场必然 对电子产生反作用，即辐射阻尼，这种辐射阻力与 位移速度dx/dt成正比 ，于是电子的运动方程可写成 0 2 2 0 2 + + x = dt dx dt d x 为阻力系数。 因此原子内部电子按固有频率的振动是衰减振动， 其振幅随时间不断减小，即为阻尼振动。 x dt d x 2 2 0 2 = −