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