Theoretische Optik - Institut für Theoretische Physik

3 DispersionDie Wechselwirkung von Licht mit Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen wird von den gebundenenAtomen bestimmt. Die makroskopischen Beobachtungen entstehen dabei durch kompliziertemikroskopische Prozesse, sodass man vielfach bei konkreten Messungen zu einfachen Beschreibungsmodellenübergeht. Wir behandeln hier die in der Spektroskopie an Materie beobachteten frequenzabhängigendielektrischen Eigenschaften und vernachlässigen den Einfluss magnetische Felder, indemwir M = 0 setzen, was bei dia- und paramagnetischen Stoffen mit M = χH wegen µ r = 1 + χ und|χ| = 10 −4 − 10 −6 gerechtfertigt ist.3.1 Dielektrische EigenschaftenDie Frequenzabhängigkeit der makroskopisch beobachteten optischen Konstanten wird dann durch diePolarisation P = P[E](r, t) bestimmt, die allgemein ein Funktional der elektrischen Feldstärke E(r, t)ist. Bei hinreichend schwachen elektrischen Feldern des Lichtes, das auf die Materie trifft, im Vergleichzu den inneren Feldern der Atome, hängt die Polarisation P = (P 1 , P 2 , P 3 ) linear von E = (E 1 , E 2 , E 3 )ab, und man setzt bei Festkörpern mit dem Tensor der elektrischen Suszeptibilität pro Volumen- undZeiteinheit χ e = (χ jk ), vergl. Abschn. 2.1,3∑∫D(r, t) = ε 0 E(r, t) + P(r, t) mit P j (r, t) = ε 0k=1χ jk (r, r ′ , t, t ′ )E k (r ′ , t ′ ) d 3 r ′ dt ′ .