
【化】 optical permittivity
light; ray; honour; merely; naked; scenery; smooth
【化】 light
【醫】 light; phot-; photo-
【計】 capacitivity
【化】 permittivity
【醫】 ***lectric constant
光電容率(Optical Permittivity)是電磁學與光學交叉領域的核心參數,用于描述材料在光頻範圍内對電場的響應特性。其定義為介質中電場強度E與電位移D的比值關系,數學表達式為:
$$ boldsymbol{D} = varepsilon varepsilon_0 boldsymbol{E} $$
其中$varepsilon$為相對光電容率(無單位),$varepsilon_0$為真空介電常數(8.854×10⁻¹² F/m)。在光學波段,該參數通常表現為複數形式$tilde{varepsilon} = varepsilon' + ivarepsilon''$,實部$varepsilon'$反映介質極化能力,虛部$varepsilon''$表征光能損耗。
關鍵特性:
工程應用:
光電容率(Optical Permittivity)是指材料在光頻範圍内的介電常數,描述材料對光波(高頻電磁波)的電極化響應特性。以下是詳細解釋:
基本定義
電容率($varepsilon$)是電位移$D$與電場強度$E$的比值,即
$$D = varepsilon E$$
單位為法拉/米(F/m)。光電容率特指這一參數在光頻段(約$10^{14}$~$10^{15}$ Hz)的表現。
複介電常數的形式
在光學頻段,電容率通常為複數:
$$varepsilon = varepsilon' + ivarepsilon''$$
與極化率的關系
相對電容率$varepsilon_r$滿足:
$$varepsilon_r = 1 + chi_e$$
其中$chi_e$為電極化率。在光頻下,電子極化是主要機制,其他極化(如離子極化)因頻率過高無法響應。
頻率依賴性
電容率隨電磁波頻率變化:
應用場景:光電容率是設計光學器件(透鏡、濾光片)和解釋材料光學性質(如反射、透射、吸收)的核心參數。實際分析中需結合實驗測量或基于量子力學的理論模型(如Drude-Lorentz模型)。
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