Physik - Kaleidoskop

Brechungsindex 37
Absorptionskoeffizient und -index
Über den Extinktionskoeffizienten ist es möglich, die Extinktion, also die Schwächung von Strahlung beim
Durchgang durch Materie, zu beschreiben.
Eine in das Medium in z-Richtung eindringende Welle (Wellenvektor ) klingt gemäß
exponentiell ab. Ersetzt man in
die Kreiswellenzahl, die dem Betrag des Wellenvektors entspricht (Vorsicht: Verwechslungsgefahr mit
dem Extinktionskoeffizienten ), mit
so erhält man das abklingende Verhalten (evaneszente Welle):
,
Man betrachtet weiterhin obige evaneszente Welle. Die Intensität nimmt also exponentiell ab
Dabei wurde der Absorptionskoeffizient eingeführt.
Oft wird der Extinktionskoeffizient fälschlicherweise mit dem Absorptionskoeffizienten oder dem
Absorptionsindex gleichgesetzt. Sie lassen sich jedoch ineinander umwandeln, es gilt:
wobei die Vakuumlichtgeschwindigkeit und die Kreisfrequenz des Lichtes ist.
Permittivitätszahl
Der komplexe Brechungsindex ist mit der Permittivitätszahl (dielektrische Funktion) und der Permeabilitätszahl
verknüpft.
Dabei sind alle Größen im Allgemeinen komplex und frequenzabhängig.
Wenn man die Wellenlängenabhängigkeit (Dispersion) des Brechungsindex eines Materials theoretisch ermitteln
will, geht man über die elektrische Suszeptibilität, die die Beiträge der verschiedenen Mechanismen im Material zu
den Eigenschaften erfasst und in der komplexen Permittivität mündet. Im Fall von nichtmagnetischen Material ist
und der komplexe Brechungsindex kann direkt aus Real- ( ) und Imaginärteil ( ) der
Permittivitätszahl angegeben werden:
Hieraus kann man die Größen und berechnen: