Фазовая и групповая скорость. Дисперсия
1. Фазовая скорость (скорость перемещения волновой поверхности монохроматической волны: , где k – волновое число.
|
2. Групповая скорость (скорость перемещения волнового пакета – группы волн):
|
3. Связь между фазовой и групповой скоростью (формула Релея) :
, где закон дисперсии задан в виде зависимости фазовой скорости от длины волны υ(λ).
Если закон дисперсии задан в виде зависимости показателя преломления от длины волны n(λ), то υ или
|
4. Закон дисперсии электромагнитных волн (в модели среды, состоящей из невзаимодействующих осцилляторов):
Диэлектрическая проницаемость среды: ε(ω)=1 + ,
где q – заряд электрона, m – его масса, N – число осцилляторов в единице объема, - собственная частота осциллятора
|
5. Связь между показателем преломления среды и диэлектрической проницаемостью вещества: n =
|
6. Для радиоволн в ионосфере, когда дисперсия обусловлена свободными электронами: =0, и рентгеновских лучей (ω закон дисперсии имеет вид:ε=1-
При этом связь между фазовой и групповой скоростью: ωυ=
|
7. Глубина проникновения электромагнитных волн при распространении в среде (световодах)
δ
Предельный угол падения φпр =
Входная апертура NA =
Угловая апертура: θмах =
|