Физика твердого тела. Электроны. Морозов А.И. - 51 стр.

                                     -51-

при vF k    << ω   - формула (4.29). При    ω ≈ kvF   действительная часть   ε
обращается в ноль. Однако в этой области значений         k   велика мнимая
часть   ε ε →∞
            и              при   k → 0, ω → 0     при любом соотношении
между k и ω .

        4.5. Скин-эффект

     Рассмотрим проникновение электромагнитной волны в металл.
Поскольку в электромагнитной волне ω = kc , то vF k << ω и
главную роль играет частотная зависимость электрического поля волны.
Волна проникает вглубь металла на характерное расстояние δ , называемое
глубиной скин-слоя. Часть ее энергии поглощается, а остальная энергия
отражается. Возможны два случая: 1) значение δ намного превосходит
длину свободного пробега электронов l (δ >> l ) , 2) обратный случай
(δ << l ) .Мы ограничимся рассмотрением первого случая, который
называется нормальным скин-эффектом. При нормальном скин-эффекте
можно применять локальное соотношение между плотностью тока и
напряженностью электрического поля (закон Ома). В противоположном
случае δ << l      (аномальный скин-эффект) надо использовать
нелокальные соотношения и выкладки становятся очень громоздкими.
                                                     r           В
случае немагнитного металла магнитная
                                 r    индукция B r связана r с
напряженностью магнитного поля H соотношением B = µ 0 H .
Согласно уравнениям Максвелла
                           r               r
               r        ∂H         r  r   ∂D
           rotE = − µ 0      , rotH = j +    .          (4.30)
                         ∂t               ∂t
Здесь мы используем первый подход к описанию электромагнитного поля
в металле и описываем электроны проводимости с помощью тока. В этом
случае можно пренебречь током смещения по сравнению с током
проводимости, если частота падающей волны намного меньше атомных
значений.
      Рассмотрим    безграничную   плоскую    поверхность   металла,
расположенную перпендикулярно оси х. Пусть металл занимает
полупространство x > 0 , а напряженность поля падающей нормально на
поверхность металла плоской электромагнитной волны направлена по оси
y и описывается формулой