Оптическая среда

Оптическая среда — материал, через который распространяются электромагнитные волны, одна из форм среды передачи. Диэлектрическая и магнитная проницаемость среды определяют, как в ней распространяются электромагнитные волны. Среда имеет внутренний импеданс, определяемый как

$\mathrm{\eta <!--\; \eta \; -->}=\frac{E_x}{H_y}$$\eta ={E_{x} \over H_{y}}$

где $E_x$$E_{x}$ и $H_y$$H_{y}$ — электрическое и магнитное поле соответственно. В области без электрической проводимости выражение упрощается до:

$\mathrm{\eta <!--\; \eta \; -->}=\sqrt{\frac{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}{\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}}}.$$\eta ={\sqrt {\mu \over \varepsilon }}\ .$

Например, в свободном пространстве внутренний импеданс называется характеристическим импедансом вакуума, обозначается Z₀, и

$Z_0=\sqrt{\frac{{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_0}{{\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}}_0}}.$$Z_{0}={\sqrt {\mu _{0} \over \varepsilon _{0}}}\ .$

Волны распространяются в среде со скоростью $c_w=\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}$$c_{w}=\nu \lambda$, где $\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}$$\nu$ это частота и $\mathrm{\lambda <!--\; \lambda \; -->}$$\lambda$ это длина волны электромагнитных волн. Это уравнение также можно записать в виде

$c_w=\frac{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}}{k},$$c_{w}={\omega \over k}\ ,$

где $\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}$$\omega$ — угловая частота волны и $k$$k$ — волновое число волны. В электротехнике символ $\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}$$\beta$ называется фазовой постоянной и часто используется вместо $k$$k$ ,

Скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, идеализированном стандартном эталонном состоянии, условно обозначается через c₀:

$c_0=\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}}_0{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_0}},$$c_{0}={1 \over {\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}\ ,$

где ${\mathrm{\epsilon <!--\; \epsilon \; -->}}_0$$\varepsilon _{0}$ — электрическая постоянная;${\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_0$$~\mu _{0}\$— магнитная постоянная.

Для общего введения, см. Serway. Для обсуждения синтетических сред см. Joannopoulus.

Типы оптических средПравить

1. Однородная среда
2. Гетерогенная среда
3. Прозрачная среда
4. Полупрозрачная среда
5. Непрозрачное тело

См. такжеПравить

• Черенковское излучение
• Электромагнитный спектр
• Электромагнитное излучение
• оптика
• Единицы СИ
• Свободное место
• метаматериала
• Фотонный кристалл
• Фотонно-кристаллическое волокно