2022-2023学年高二物理竞赛课件：用复介电系数表示的麦克斯韦方程组

用复介电系数表示的麦克斯韦方程组 用复介电系数表示的麦克斯韦方程组 麦克斯韦方程组变成 此式与绝缘介质中的麦克斯韦方程组形式上完全相同。因此，前面关于绝缘介质界面的各个结果，同样适用于金属界面，只不过金属必须用复介电常数表示 金属的折射率 介质中，折射率为 金属中，折射率为 n和是正实数， 称为衰减指数。空气和金属界面上的折射定律现在写成 把上式代入菲涅尔公式，就可计算空气和金属界面上的反射系数rs和rp，进而计算反射率Rs和Rp。 空气/金属界面的折、反射 光波垂直入射到空气/金属界面时 若金属是良导体，有 无论入射角是多少，平面波进入良导体后的传播方向都几乎垂直于界面（折射角2=0） 由此引起|rs|=|rp|=1，|ts|=|tp|=0。所以，良导体表面能将入射其上的光波全部反射，界面下侧的电磁场为零 复折射率使得s和p分量的反射光相对于入射光都有位相变化，其绝对值位于0和之间，并且s和p分量的位相变化不同 复介电系数是频率的函数，因此，各个菲涅尔系数也是频率的函数。对于同一种金属来说，相同入射角的入射光，如果波长不同，反射率也不相同 金属复折射率的特点 2.7 电偶极子辐射 电偶极子是基本辐射单元之一，复杂光源可近似为基本单元的叠加 这里，不考虑电偶极子与外场的相互作用，仅分析电偶极子振荡时产生的电磁波 设原子核所带电荷为q，正负电中心的距离为l，则这原子系统简谐振动的电偶极矩为 p= ql=p0exp(-jt) 既然电偶极矩随时间变化，它必定在周围空间产生交变电磁场，辐射出光波 (a) (b) (c) (d) 偶极子辐射场的振幅  p 偶极子振幅随的变化 偶极子辐射的球面波 电偶极子辐射的球面波辐射强度的瞬时值 P B E p k  辐射强度在一个周期内的平均值或光强 2.8 光散射 微小颗粒引起的光偏离原来传播方向的现象称为光的散射，引起散射的微小颗粒称为散射体 介质中电场、相位、粒子数密度、声波的变化都能引起介质的不均匀 光与介质没有能量交换，散射光的频率不变，产生弹性散射。光与介质有能量交换，散射光的频率变化，产生非弹性散射 散射系数 光束原来传播方向上光强的减弱常有两个原因，一个是介质的吸收，一个是介质的散射 设入射光强为I0，介质的吸收系数为，散射系数为，吸收系数与散射系数之和是衰减系数=+ 光波在介质中传播了距离l后的光强为 散射截面 立体角d=d/R2 单位时间散射到d方向单位立体角中的光能量 d R  d Sia 散射体 微分散射截面d为ws与入射光平均能流之比 总散射截面 $