Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 135 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 197
Оптическая индикатриса показателя преломления одноосного кристалла показана на рис. 197. Она пред-
ставляет собой эллипсоид вращения. Это эллипсоид нормалей, так как можно определить нормальную фазовую
скорость
ε
==
c
n
c
V
волн для различных направлений.
4.3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АНИЗОТРОПНОЙ СРЕДЫ.
ЛУЧЕВАЯ И НОРМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ВОЛН
В анизотропной среде векторы D и E не совпадают по направлению. Для одноосного кристалла связь
между указанными векторами даётся соотношениями
yyxxx
EED
ε
=
ε
=
;
zzz
ED ε= . (4.3.1)
Если Е
x
= E
y
= 0, то
EED
z ||
ε=ε= , (4.3.2)
и если E
z
= 0, то
EEED
yx ⊥
ε=ε=ε= . (4.3.3)
Следовательно, в одноосном кристалле векторы
D
и E совпадают лишь в двух случаях, когда вектор E
направлен по оптической оси
z и когда он перпендикулярен ей. Во всех остальных случаях направление векто-
ров
D и
E
различны. С этим связана одна из особенностей распространения электромагнитной волны в анизо-
тропной среде, на которой необходимо остановиться специально.
Понятие луча в оптике характеризует направление вектора плотности потока энергии в среде, определяе-
мого вектором Умова–Пойнтинга:
HES ×= . Следовательно, вектор S определяет направление луча. Энергия
переносится волной с групповой скоростью
г
V , которая называется лучевой скоростью. Вектор лучевой скоро-
сти
г
V совпадает с вектором луча S .
Для плоской монохроматической волны в однородной изотропной среде лучи
S нормальны к волновым
поверхностям. Поэтому в изотропной среде лучи одновременно характеризуют и направление переноса энергии
волной и направление распространения фронта волны, причём для монохроматической волны скорость перено-
са энергии (лучевая или групповая скорость) равна фазовой скорости перемещения волновой поверхности
вдоль нормали к ней. Фазовая скорость
V , называемая нормальной скоростью, определяется соотношением
εµ
==
с
n
с
V
, (4.3.4)
где с – скорость света в вакууме. При µ = 1 имеем
ε
=
с
V
. (4.3.5)

Страницы