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ouyangmeme

铁杆木虫 (著名写手)

[求助] 询问介质复折射率的问题 已有1人参与

有关求复折射率的问题,看到有的文献上写的,
m=sqrt(  epsilon_r*nu_r +  i*sigma*nu_r/(epsilon_0*omega)  )
m: 复折射率
epsilon_r:相对电容率,
sigma: 电导率,
mu_r: 相对磁导率,
epsilon_0: 周围介质的电容率
omega: 光波的圆频率
sqrt求平方根
非磁性的介质, nu_r=1, 那么
m=sqrt(  epsilon_r+  i*sigma/(epsilon_0*omega)  ) ,
为什么经常看到m=sqrt(epsilon_r),
后面一部分 i*sigma/(epsilon_0*omega) 为什么没有了?

如果介质是非吸收的,那么sigma为0,可以写成m=sqrt(epsilon_r),但是sqrt(epsilon_r)是一个复数,表示折射率是一个复数,这又说明材料是有吸收的。
谢谢。
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jieluosuda

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
经常看到m=sqrt(epsilon_r)是因为没有考虑材料的吸收和磁性,一般的电介质,都会认为sigma=0(绝缘体), mu=1(非磁性)
i*sigma/(epsilon_0*omega)这一项是对应着吸收项,在MAXWELL方程中的CurlH方程中包含J=sigmaE,J为传导电流,折射率i*sigma/(epsilon_0*omega)该项就是源于传导电流。
如果是绝缘体,sigma=0,没有传导电流,但实际材料不可能完全绝缘,那么就会有传导电流的产生,进而会产生热能,反映了电磁能的损耗。
xx
2楼2014-09-01 10:34:39
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ouyangmeme

铁杆木虫 (著名写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by jieluosuda at 2014-09-01 10:34:39
经常看到m=sqrt(epsilon_r)是因为没有考虑材料的吸收和磁性,一般的电介质,都会认为sigma=0(绝缘体), mu=1(非磁性)
i*sigma/(epsilon_0*omega)这一项是对应着吸收项,在MAXWELL方程中的CurlH方程中包含J=sigmaE ...

如果是绝缘体,那么sigma=0,则材料是非吸收的,折射率虚部对应吸收,也应该为0,可是常见的m=sqrt(epsilon_r)中,psilon_r大部分是带有虚部的,m也就是有虚部的,表示介质有吸收,从没有吸收的假定推导出有吸收的部分,这不是矛盾了吗?
3楼2014-09-01 16:47:41
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jieluosuda

银虫 (正式写手)

引用回帖:
3楼: Originally posted by ouyangmeme at 2014-09-01 16:47:41
如果是绝缘体,那么sigma=0,则材料是非吸收的,折射率虚部对应吸收,也应该为0,可是常见的m=sqrt(epsilon_r)中,psilon_r大部分是带有虚部的,m也就是有虚部的,表示介质有吸收,从没有吸收的假定推导出有吸收的 ...

你把概念混淆了。
epsilon_r的虚部就是源于sigma,curlH=sigmaE-iw*epsilonE=(sigma-iw*epsilon)E=epsilon_complex*E
epsilon是没有虚部的,epsilon_complex是可以有虚部的。
如果你要把epsilon写成sigma的表达式,那么sigma=0就是没有吸收的。
常见的m=sqrt(epsilon_r),而epsilon_r如果有虚部,其必定包含并源于sigma,只是没有写出来。比如电介质的吸收很小,一般不会用sigma来表征,只是简单写成complex的epsilon,而金属一般就会写成sigma的表达式。
xx
4楼2014-09-01 17:25:06
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