1.9光波在金属表面的透射和反射1.10光吸收、色散和散射.ppt

§1-9光波在金属表面的透射和反射一、金属中的透射波:二、金属表面的反射波:、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射一、金属中的透射波:与前面讨论的均匀透明介质相比,金属最显著的特点是:一般的它为良导体。即有:电导率σ≠0,且。这里是介电常数,是作用于金属上的外界电磁场的角频率。、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射一般金属导体/数量级为10-17s,所以只要电磁场的频率1017HZ,一般金属导体可看作良导体。研究表明,在1017HZ的电磁波作用下,金属内部的自由电子只分布于金属表面。金属内部电荷体密度=0,并且自由电子在表层形成表层电流(j=E)。此电流的存在,将使入射波产生强烈的反射,并使透入金属内部的波迅速地耗散为电流的焦耳热。、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射故:通常光波只能透入金属表面很薄的一层内,金属是不透明的。由于在金属内部:=0,麦克斯韦方程变为:、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射由此,得到波动方程为:此即为金属中电场的波动方程。将波函数的表达式代入上述方程,即可得到在金属中传播的电磁波的特点。、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射对于形如的平面波,由波动方程得到:表明在金属中传播的平面波的波矢量K为复数,把K写成:、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射它是一个衰减的波。随着透入金属中距离的增大,波的振幅按指数衰减。由前述关系可得到:解该方程得:、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射为简单起见,我们讨论平面波垂直于金属表面的传播情形。取金属表面为xoy平面,z轴指向金属内部。此时,、都沿z轴方向:、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射定义波的振幅衰减到表面处振幅1/e的传播距离为穿透深度:则铜:计算表明:金属中电磁波的衰减要比倏逝波的衰减更快。说浸鄂心骑譬耘筐滁悲竖***、、色散和散射§1-9光波在金属表面的透射和反射二、金属表面的反射波:前面讨论看到,简谐波电磁谐波在金属中和在透明介质中传播的波动微分方程是相似的。区别在于由复数量和代替了相应的实数量。、、色散和散射