Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 15 стр.

UptoLike

ñâÿçàííûõ äðóã ñ äðóãîì ôóíêöèé, ñîñòîèò â òîì, ÷òî â ýêñïå
-
ðèìåíòå èçìåðÿþòñÿ çíà÷åíèÿ
n
è
k
, à òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû
íàèáîëåå ïðÿìî îïðåäåëÿþò
e
1
è
e
2
÷åðåç ìèêðîñêîïè÷åñêèå
ïàðàìåòðû.
Ïðè íàëè÷èè ïîãëîùåíèÿ (
()
kw ¹0
) óìåíüøåíèå ïîëÿ èç
-
ëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êîìáèíàöèåé ìíîæèòåëÿ
1 r
è
() ()
[]
exp --in rc rcww kww
.
Âòîðîé ÷ëåí â ôèãóðíîé ñêîáêå óðàâíåíèÿ (1.8) îïèñûâà
-
åò ïîëå â áëèæíåé çîíå è ñ ðîñòîì ðàññòîÿíèÿ îò äèïîëÿ ïàäà
-
åò äîñòàòî÷íî áûñòðî. Ïî ýòîé ïðè÷èíå â äëèííîâîëíîâîì
ïðåäåëå ìîæíî ïðåíåáðå÷ü çàïàçäûâàíèåì è ïîëîæèòü â ýòîì
÷ëåíå
wrc= 0
, ïîñëå ÷åãî ÿäðî
~
K
ij
ðàçáèâàåòñÿ íà ñóììó êâà
-
çèñòàöèîíàðíîãî ïîëÿ äèïîëÿ è ïîëÿ åãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî
èçëó÷åíèÿ:
()
()
()
~
~
K
rr r
rc
rrr
r
e
ij
i j ij ij i j r c in
r =
=
-
+
-
--
3
2
5
2
2
2
3
d
ew
w
d
kww
()
wwrc
.
(1.12)
Ïîëå èçëó÷åíèÿ ïîëíîñòüþ ïîïåðå÷íî (ýëåêòðè÷åñêèé âåêòîð
ïåðïåíäèêóëÿðåí ðàäèóñ-âåêòîðó
r
, íàïðàâëåíèå êîòîðîãî
ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ðàñïðîñòðàíåíèÿ èçëó÷åíèÿ), â òî
âðåìÿ êàê êâàçèñòàöèîíàðíîå ïîëå äèïîëüíîãî ìîìåíòà âêëþ-
÷àåò â ñåáÿ êàê ïîïåðå÷íûå, òàê è ïðîäîëüíûå êîìïîíåíòû.
Èç óðàâíåíèÿ (1.6) âèäíî, ÷òî ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ðåçêî
âîçðàñòàåò, åñëè çíàìåíàòåëü
()
~
,ewk
ïðèáëèæàåòñÿ ê íóëþ. Â
ñëó÷àå
()
~
,ewk = 0
(1.13)
ïðîäîëüíîå ïîëå
E
l
ìîæåò ñóùåñòâîâàòü è áåç âíåøíåãî èñòî÷
-
íèêà
()
~
,rw
0
k
, òî åñòü óðàâíåíèå (1.13) ÿâëÿåòñÿ óðàâíåíèåì
äëÿ ñâîáîäíûõ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé. Ñîîòâåòñòâåííî, ñâî
-
áîäíûå ïîïåðå÷íûå êîëåáàíèÿ, ñóùåñòâóþùèå áåç âíåøíåãî
èñòî÷íèêà òîêà
()
~
,jk
0
w
, îïðåäåëÿþòñÿ óðàâíåíèåì
()
~
,ew wk = ck
22 2
. (1.14)
Ñâåò â âàêóóìå ïðåäñòàâëÿåò èç ñåáÿ ïîïåðå÷íóþ ýëåêòðî
-
ìàãíèòíóþ âîëíó, â êîòîðîé âåêòîðû
E
è
B
ïåðïåíäèêóëÿðíû
êàê äðóã äðóãó, òàê è íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû,
14
ñâÿçàííûõ äðóã ñ äðóãîì ôóíêöèé, ñîñòîèò â òîì, ÷òî â ýêñïå-
ðèìåíòå èçìåðÿþòñÿ çíà÷åíèÿ n è k, à òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû
íàèáîëåå ïðÿìî îïðåäåëÿþò e1 è e2 ÷åðåç ìèêðîñêîïè÷åñêèå
ïàðàìåòðû.
    Ïðè íàëè÷èè ïîãëîùåíèÿ (k(w) ¹ 0) óìåíüøåíèå ïîëÿ èç-
ëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êîìáèíàöèåé ìíîæèòåëÿ 1 r è
          exp[-in(w) wr c - k(w) wr c] .
     Âòîðîé ÷ëåí â ôèãóðíîé ñêîáêå óðàâíåíèÿ (1.8) îïèñûâà-
åò ïîëå â áëèæíåé çîíå è ñ ðîñòîì ðàññòîÿíèÿ îò äèïîëÿ ïàäà-
åò äîñòàòî÷íî áûñòðî. Ïî ýòîé ïðè÷èíå â äëèííîâîëíîâîì
ïðåäåëå ìîæíî ïðåíåáðå÷ü çàïàçäûâàíèåì è ïîëîæèòü â ýòîì
                                ~ ðàçáèâàåòñÿ íà ñóììó êâà-
÷ëåíå wr c = 0, ïîñëå ÷åãî ÿäðî Kij
çèñòàöèîíàðíîãî ïîëÿ äèïîëÿ è ïîëÿ åãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî
èçëó÷åíèÿ:
~ r =
Kij   ()
          3ri rj - dij r 2               2                                                  (1.12)
                                 w2 dij r - ri rj       - k ( w ) wr c - in( w ) wr c
      =                      +                      e                                   .
             ~e(w)r 5            c2      r3

Ïîëå èçëó÷åíèÿ ïîëíîñòüþ ïîïåðå÷íî (ýëåêòðè÷åñêèé âåêòîð
ïåðïåíäèêóëÿðåí ðàäèóñ-âåêòîðó r, íàïðàâëåíèå êîòîðîãî
ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì ðàñïðîñòðàíåíèÿ èçëó÷åíèÿ), â òî
âðåìÿ êàê êâàçèñòàöèîíàðíîå ïîëå äèïîëüíîãî ìîìåíòà âêëþ-
÷àåò â ñåáÿ êàê ïîïåðå÷íûå, òàê è ïðîäîëüíûå êîìïîíåíòû.
    Èç óðàâíåíèÿ (1.6) âèäíî, ÷òî ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ðåçêî
âîçðàñòàåò, åñëè çíàìåíàòåëü ~e(w,k) ïðèáëèæàåòñÿ ê íóëþ. Â
ñëó÷àå
    ~e(w,k) = 0                                       (1.13)
ïðîäîëüíîå ïîëå E l ìîæåò ñóùåñòâîâàòü è áåç âíåøíåãî èñòî÷-
íèêà r~ 0 (w,k), òî åñòü óðàâíåíèå (1.13) ÿâëÿåòñÿ óðàâíåíèåì
äëÿ ñâîáîäíûõ ïðîäîëüíûõ êîëåáàíèé. Ñîîòâåòñòâåííî, ñâî-
áîäíûå ïîïåðå÷íûå êîëåáàíèÿ, ñóùåñòâóþùèå áåç âíåøíåãî
èñòî÷íèêà òîêà ~j0 (w,k), îïðåäåëÿþòñÿ óðàâíåíèåì
          ~e(w,k) = c2 k 2 w2 .                                                             (1.14)

    Ñâåò â âàêóóìå ïðåäñòàâëÿåò èç ñåáÿ ïîïåðå÷íóþ ýëåêòðî-
ìàãíèòíóþ âîëíó, â êîòîðîé âåêòîðû E è B ïåðïåíäèêóëÿðíû
êàê äðóã äðóãó, òàê è íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ âîëíû,
                            14