Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 13 стр.

UptoLike

()
()
()
()
() ()
()
()
~
,
~
,
~
,
~
,
~
,
~
,
Ek
kkj k
k
jkkkjk
k
w
p
w
w
ew
ww
ew
=+
-
4
0
2
2
00
2
i
k
k
k
[]
-
ì
í
ï
î
ï
ü
ý
ï
þ
ï
ck
22 2
w
.
Ýòî ñîîòíîøåíèå ìîæåò áûòü ïåðåïèñàíî â âèäå, êîòîðûé
ëó÷øå ïîä÷åðêèâàåò ïðîäîëüíûé è ïîïåðå÷íûé õàðàêòåð
äâóõ ñëàãàåìûõ ðåøåíèÿ:
()
()
()
()
[]
[]
()
[]
~
,
~
,
~
,
~
,
~
,
Ek
kk
k
kj kk
k
w
pr w
ew
pw
wew w
=+
-
4
4
0
2
0
2222
ik
ik ck
º
º+
~~
EE
l
t
(1.6)
Âèäíî, ÷òî ïåðâûé ÷ëåí ýòîãî óðàâíåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò ïðî
-
äîëüíîìó ïîëþ
()
~
,E k ||k
l
w
è îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî èçìåíåíèÿ
-
ìè çàðÿäà, à âòîðîé ñîîòâåòñòâóåò ïîïåðå÷íîìó ïîëþ
()
~
,Ekk
t
w^
è ñâÿçàí ñ èçìåíåíèÿìè êîìïîíåíòû òîêà, ïåðïåí-
äèêóëÿðíîé âîëíîâîìó âåêòîðó
k
.
×àñòî óäîáíî âûðàæàòü ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå íå ÷åðåç òîê
~
j
0
, à ÷åðåç ïîëÿðèçàöèþ
~
P
0
, ñâÿçàííóþ ñ òîêîì ñîîòíîøåíèåì
()
jr
0
, t =
()
Pr
0
, tt
(èëè, â Ôóðüå-êîìïîíåíòàõ,
() ()
~
,
~
,jk Pk
00
www=-i
):
()
()
()
[]
~
,
~
,
~
,
E
kk
k
kkk
kck
i
ij ij ij
w
p
ew
d
ew w
k
k
k
=
=+
-
-
ì
í
ï
î
4
2
2
2222
()
ï
ü
ý
ï
þ
ï
P
j0
w,k
(1.7)
(ïî ïîâòîðÿþùåìóñÿ èíäåêñó çäåñü è äàëåå ïðîâîäèòñÿ ñóì
-
ìèðîâàíèå).
Ïðîèçâîäÿ îáðàòíîå Ôóðüå-ïðåîáðàçîâàíèå ïî âîëíîâî
-
ìó âåêòîðó
k
, ìîæíî ïîëó÷èòü âçàèìîñâÿçü ýëåêòðè÷åñêîãî
ïîëÿ è ïîëÿðèçàöèè â êîîðäèíàòíîì ïðåäñòàâëåíèè:
() ( ) ()
~
,
~~
,.EdrKP
iijj
wwrrrr=
¢
-
¢
ò
3
0
ßäðî
~
K
ij
ìîæåò áûòü âû÷èñëåíî ÿâíûì îáðàçîì, åñëè çà
-
âèñèìîñòü äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè
~
e
îò
k
ÿâëÿåòñÿ
ñëàáîé è åþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.  ýòîì ñëó÷àå
12
                ì    (
                     ~            2~
                                      )             ~
    ~ w, k = 4p ï k kj0 (w, k) + k j0 (w, k) - k kj0 (w, k)
    E( )
                                                           (              ) üï .
                í                                                           ý
             iw ï k 2 ~e(w, k)
                î                                  [
                                  k 2 ~e(w, k) - c2 k 2 w2            ]     ïþ

Ýòî ñîîòíîøåíèå ìîæåò áûòü ïåðåïèñàíî â âèäå, êîòîðûé
ëó÷øå ïîä÷åðêèâàåò ïðîäîëüíûé è ïîïåðå÷íûé õàðàêòåð
äâóõ ñëàãàåìûõ ðåøåíèÿ:

  ~
  E(w, k) =
            4pkr~ 0 (w, k)
                           +
                                           [[
                                 4p k ~j0 (w, k)k      ]]
                                                        º
             ik 2 ~e(w, k)                [
                             iwk 2 ~e(w, k) - c2 k 2 w2   (1.6)
                                                               ]
      ~ +E
     ºE   ~
        l   t

Âèäíî, ÷òî ïåðâûé ÷ëåí ýòîãî óðàâíåíèÿ ñîîòâåòñòâóåò ïðî-
               ~ w, k | | k è îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî èçìåíåíèÿ-
äîëüíîìó ïîëþ E l(   )
ìè çàðÿäà, à âòîðîé ñîîòâåòñòâóåò ïîïåðå÷íîìó ïîëþ
~ w, k ^ k è ñâÿçàí ñ èçìåíåíèÿìè êîìïîíåíòû òîêà, ïåðïåí-
E t(  )
äèêóëÿðíîé âîëíîâîìó âåêòîðó k.
       ×àñòî óäîáíî âûðàæàòü ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå íå ÷åðåç òîê
~j , à ÷åðåç ïîëÿðèçàöèþ P   ~ , ñâÿçàííóþ ñ òîêîì ñîîòíîøåíèåì
  0                           0
j 0 (r, t) = = ¶P0 (r, t) ¶t (èëè, â Ôóðüå-êîìïîíåíòàõ ,
~j w, k = -iwP  ~ w, k ):
  0(      )      0(      )
    ~ w,k =
    Ei(  )
              ì kk           k 2 dij - ki k j          ü                  (1.7)
              ï                                        ï
                                                       ý P0 j (w,k)
                   i j
         = 4pí          +
                          2
                                  [
             ïî k e(w,k) k ~e(w,k) - c k w
                 2~                     2 2   2
                                                       ]
                                                       ïþ

(ïî ïîâòîðÿþùåìóñÿ èíäåêñó çäåñü è äàëåå ïðîâîäèòñÿ ñóì-
ìèðîâàíèå).
    Ïðîèçâîäÿ îáðàòíîå Ôóðüå-ïðåîáðàçîâàíèå ïî âîëíîâî-
ìó âåêòîðó k, ìîæíî ïîëó÷èòü âçàèìîñâÿçü ýëåêòðè÷åñêîãî
ïîëÿ è ïîëÿðèçàöèè â êîîðäèíàòíîì ïðåäñòàâëåíèè:
    ~ w, r = d 3 r¢ K
                    ~ r - r¢ P
                             ~ w, r .
    Ei   (   ) ò         ij   (       )   0j   (   )
    ßäðî K~ ìîæåò áûòü âû÷èñëåíî ÿâíûì îáðàçîì, åñëè çà-
           ij
âèñèìîñòü äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè ~e îò k ÿâëÿåòñÿ
ñëàáîé è åþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.  ýòîì ñëó÷àå

                                      12