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

${\displaystyle \eta ={E_{x} \over H_{y}}}$

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

${\displaystyle \eta ={\sqrt {\mu \over \varepsilon }}\ .}$

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

${\displaystyle Z_{0}={\sqrt {\mu _{0} \over \varepsilon _{0}}}\ .}$

Волны распространяются в среде со скоростью ${\displaystyle c_{w}=\nu \lambda }$, где ${\displaystyle \nu }$ это частота и ${\displaystyle \lambda }$ это длина волны электромагнитных волн. Это уравнение также можно записать в виде

${\displaystyle c_{w}={\omega \over k}\ ,}$

где ${\displaystyle \omega }$ — угловая частота волны и ${\displaystyle k}$ — волновое число волны. В электротехнике символ ${\displaystyle \beta }$ называется фазовой постоянной и часто используется вместо ${\displaystyle k}$ ,

Скорость распространения электромагнитных волн в свободном пространстве, идеализированном стандартном эталонном состоянии, условно обозначается через c₀:^[1]

${\displaystyle c_{0}={1 \over {\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}\ ,}$

где ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ — электрическая постоянная;${\displaystyle ~\mu _{0}\ }$— магнитная постоянная.

Для общего введения, см. Serway^[2]. Для обсуждения синтетических сред см. Joannopoulus^[3].

Типы оптических сред

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

Примечания и ссылки

1. With ISO 31-5, NIST and the BIPM have adopted the notation c₀.
2. Raymond Serway; Jewett J. Physics for scientists and engineers. — 6th. — Belmont CA: Thomson-Brooks/Cole, 2003. — ISBN 0-534-40842-7.
3. John D Joannopouluos; Johnson SG; Winn JN; Meade R. D. Photonic crystals : molding the flow of light (англ.). — 2nd. — Princeton NJ: Princeton University Press, 2008. — ISBN 978-0-691-12456-8. Архивировано 22 июля 2011 года.

См. также

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