書記が物理やるだけ#352 複素誘電率

誘電率を複素数に拡張した複素誘電率の計算をしていく。

問題

説明

複素屈折率について，実部は屈折率そのものであり，虚部は吸光度合いを示す消衰定数である。

金属光沢は，金属内部の自由電子と外部から入射した光子とが相互作用して発生するもので，導体の複素誘電率から説明することができる。

解答

電気分極から複素電気感受率，電流密度から複素電気伝導率が求められ，これらを整理することで複素誘電率が求められる。

吸収定数は吸収による電磁波の減衰の程度，垂直反射率は垂直な入射光に対する反射光の強度である。

絶縁体の複素誘電率について，電気分極から求めていく。

角振動数依存性について，ω0を境に正常分散と異常分散に分かれる。

導体の複素誘電率について，電流密度から求める。

プラズマ角周波数以下では誘電率は負となり，光はほぼ100%反射される。多くの場合はプラズマ角周波数に相当する光は紫外線であることから，これより波長の長い可視光は反射され，金属光沢を示す。

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