光学介质

光学介质指的是电磁波可在其中传递的材料，电容率${\displaystyle \varepsilon }$与磁导率${\displaystyle \mu }$是材料的特性指标。光在各个不同材料的传递特性，如内部阻抗、速率等，通常都可用电容率与磁导率表示。

材料的内部阻抗可用下式表示：

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

其中${\displaystyle E_{x}}$与${\displaystyle H_{y}}$分别是电场与磁场。

在绝缘体中，可以简化如下：

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

举例来说，真空的内部阻抗被称为自由空间阻抗，以Z₀表示：

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

波在介质中传递的速率可表示为${\displaystyle c_{w}=\nu \lambda }$，其中${\displaystyle \nu }$是电磁波的频率，${\displaystyle \lambda }$是波长。这个式子也可改写成：

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

其中${\displaystyle \omega }$是角频率，${\displaystyle k}$是波数（在电机工程学中常以相常数${\displaystyle \beta }$代表）。

真空中的电磁波传递速率是一个标准值，习惯写作c₀:^[1]

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

其中${\displaystyle \varepsilon _{0}}$是真空的电容率而${\displaystyle ~\mu _{0}\ }$是磁导率。

参阅

Serway^[2] For a discussion of man-made media, see Joannopoulus.^[3]