2022-2023学年高二物理竞赛课件：介质中电磁辐射和线性光学

介质中电磁辐射和线性光学 介质中电磁辐射和线性光学 1.半导体的电磁性质 说明：所有材料都具有抗磁性， 可以忽略.低频区域中顺磁性和铁磁 性较强,高频区域中两者快速减弱. 在可见光区域可近似为无磁 ▲ ▲ 性材料. 一般半导体材料不具有铁磁性或反铁磁性,存在一些小顺磁中心,但是对半导体光学性质影响不大( 含Mn 或 Fe 离子材料如 ▲ ▲ 除外). 2.线性光学 3.介电函数 当 时, 称为(静)介电常数. 一 般情况ε和χ为张量. 根据 可化为 若考虑材料磁性,以上方程可以表示为 4.波动方程及解 在可见光区域中 的解为： 最简单形式为 其中 的关系为： 也即 定义复折射率 复波数 平面电磁波可以表示为 传播 衰减（或放大） 光强度 其中 其中 为传播单位传播矢量, 2.4 横波 纵波 表面波 ▲纵波 若 与 不必垂直， 纵波可能存在. 称为吸收系数. 这表明该纵波不是电磁波,而是纯极化波. ▲表面波：沿界面传播，振幅沿界面两边 法线方向呈指数衰减(边界条件的要求). 由 可得 其中 和 为满足方程 的驻波解,称为简正模. 偏振态s=1,2 和 满足正则方程 $$