8 Classic elektronikus diszperziós elmélet
Dielektrikumokban fény sebessége függ a frekvencia EME. Ezt a jelenséget nevezzük diszperziós. Hatása diszperziós megnyilvánult csak forgalmazó nonmonochromatic hullámok A monokróm komponensek különböző frekvenciájú szaporítására különböző sebességgel. A diszperzió egy következménye a polarizációs atomok gyakoriságától függően. Ahhoz, hogy megtalálja az explicit formában e (w), tartalmazza a konstitutív egyenletek, az általunk használt klasszikus mikroszkopikus elmélet elektromágneses hullám kölcsönhatás számít. Mikroszkopikus elmélet származik néhány idealizált modellje anyag szerkezete. A legegyszerűbb modell jellemzi a gáznemű közeg, mivel első közelítésben, nem tudja figyelembe venni a kölcsönhatást az atomok vagy molekulák, és úgy vélik, hogy hat egyetlen atom területen egybeesik az átlagos mező EME. Ilyen körülmények között, hogy készítsen makroszkopikus konstitutív egyenlet elegendő ahhoz, hogy az intézkedés a mezőben a EME izolált atom. Általánosságban elmondható, hogy használja a klasszikus elmélet az ilyen eljárások nagyon óvatosnak kell lennie. De ebben az esetben, a kvantumelmélet diszperziós vezet ugyanazt az eredményt, mint a klasszikus.
A klasszikus elmélet a diszperziós elektron kölcsönhatásba lép az elektromágneses mező (külső vagy optikai elektron) egy atom tekinteni, mint egy csillapított dipól oszcillátor, azzal jellemezve, hogy egy bizonyos természetes frekvenciája WO és az állandó g csillapítást, úgy, hogy az egyenlet a mozgás a mező E (t) = Eo e - belvízi szállítás fény hullám formában van:
ahol r - az elmozdulás a elektron stabil egyensúlyi helyzete. Mi keresik a megoldást az egyenlet a következő formában:
Az eredmény:
A dipólmomentum p (t) atom indukálta mező-E (t):
Ha N - elektronsűrűség a természetes frekvencia W0 oszcillációk. polyarizovannostP a közeg a következőképpen határozzuk meg:
Másrészt polarizációs közegben (polyarizatsiyasredy) van
, (4.10)ahol c - lineynayadielektricheskayavospriimchivostsredy. amely általában függ a frekvencia w. Megjegyezzük továbbá, hogy a vektor D. E és P kapcsolódnak szerint:
Ezután a (4.10) és (4.11) következik, hogy a relatív permeabilitás:, (4,12)
és (4.8), (4.9) és (4.10), van:
mert
, ez azt jelenti, hogy a törésmutató, és így a sebesség az elektromágneses hullám frekvenciafüggő. Az is látható, hogy az N - egy komplex mennyiség:Aztán véve (4.14) van az egyenlet:
Az átlátszó vagy részben átlátszó az optikai tartományban dielektrikumok g nagyon kicsi. majd
Ebből közelítés, megkapjuk:
Ha a diszperziós közeg határozzuk meg a különböző együttesek elektronok sajátfrekvenciák w0i és Ni koncentrációját. képlet (4,18) lehet összefoglalni:
Ebben a képlet nem veszi figyelembe rezgések az ionok. mert tömegük sokkal nagyobb, mint az a tömeg az elektronok, a természetes frekvenciáit az ionok fekszenek a távoli infravörös.
9Normalnaya diszperzió. Távol az érték a rezonanciák
közel van a 1 (átlátszó dielektrikumok ritkított gázok):D
KezdŒképként függőség(Dispersionnayakrivaya) formájában van Fig.4.1.Ha a valós része a törésmutató növekszik egyre gyakrabban, a diszperziós normálisnak nevezik. Normál diszperziót nem figyelhetünk meg az egész a régióban az átláthatóság dielektrikov.Dlya alacsony frekvenciákat (w < Ez az érték jelentősen eltérhet a törésmutatója az optikai frekvenciák. (Például, a víz N = 1,33 optikai frekvenciákon. A statikus érték
A nagy frekvenciákon (w >> w0i), míg a
így a rövidhullámú sugárzás szigetelő optikailag kevésbé sűrű közeg, mint a vákuum. Például, a teljes visszaverődés figyelhető meg az X-sugarak. Továbbá, nagyon nagy frekvenciájú, az elektronok karakter nem fontos, és a törésmutató n függ csak a koncentrációja összesen elektronok.
A rendellenes diszperziós. Elhanyagolása csillapító (g = 0) vezetett arra a tényre, hogy a
priw = = w0i. De közel a rezonancia frekvenciát nem lehet elhanyagolni g. majd Ez egy folytonos függvény. Szétválasztása a képzeletbeli és a valós rész (4,15) ad (a közelítés):Diszperziós görbék (4,24) ábra mutatja be a 4.2.
Közel a rezonancia frekvencia w0 törésmutatójú
csökken a növekvő frekvenciával. eztnevezett jelenséggel anomalnoydispersiey.