Просторова дисперсія

Просторова дисперсія — явище нелокального відгуку фізичної системи на зовнішнє електромагнітне поле.

Діелектрична поляризація речовини в певній точці залежить не лише від миттєвого значення зовнішнього електричного поля, а й від значення цього поля в попередні моменти часу в даній та сусідній точках.

У випадку лінійного відгуку просторово однорідного середовища можна записати загальну формулу:

,

де  — вектор поляризації,  — вектор напруженості електричного поля.

Просторова дисперсія призводить до того, що в загальному випадку діелектрична проникність, а отже і швидкість поширення електромагнітної хвилі в середовищі, залежить не лише від частоти, а й від довжини хвилі:

,

де  хвильовий вектор.

Для більшості фізичних систем просторова дисперсія є незначним ефектом, оскільки довжини електромагнітних хвиль набагато більші за відстань між атомами. Завдяки цьому електричне поле електромагнітної хвилі в околі атомів можна вважати однорідним, тож сусідні атоми реагують на нього схожим чином.

Проте просторова дисперсія стає важливою в області частот, близьких до частот оптичних переходів у речовині. В цьому випадку взаємодія електромагнітної хвилі з речовиною сильна, що призводить до росту діелектричної проникності й зменшення довжини хвилі. Якщо довжина електромагнітної хвилі стає сумірною з довжиною інших хвиль, що можуть розповсюджуватися в речовині (наприклад, фононів або екситонів), тоді просторовою дисперсією знехтувати неможливо.

Наслідком просторової дисперсії стає існування змішаних хвиль поляритонів.

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.