Kapittel 9 Refleksjon og transmisjon av elektromagnetiske bølger ...

9.1 Innledning
I forrige kapittel fant vi at en plan elektromagnetisk bølge med (fase)hastigheten
c =
1
√ ǫ0ǫrµ0µr
= 1 1
√ √
ǫ0µ0 ǫrµr
= c0
√ǫrµr
er én mulig løsning av Maxwells ligninger i et uendelig stort homogent medium uten “fri
ladninger”. Symbolene har vanlig betydning.
Lyshastigheten i et medium (uten frie ladninger) er lyshastigheten i vakuum c0 dividert på
brytningsindeksen n for mediet.
c ≡ c0
n
De aller fleste medier vi skal jobbe med er diamagnetiske eller paramagnetiske. Dette gjelder
for eksempel for glass som brukes i optikk for lys. Da er µr ≈ 1.00. Følgelig får vi at:
n ≈ √ ǫr
Brytningsindeksen er med andre ord direkte relatert til “polarisasjons-susceptibiliteten” til
mediet dersom vi skal forsøke oss på en spesiell beskrivelse. Den relative permittiviteten
er et mål for dette. Jo lettere vi kan forskyve elektronskyen rundt atomene vekk fra
likevektspunktet sentrert på atomene, desto saktere går lyset gjennom mediet.
I dette kapitlet går vi et skritt videre ved å se hvordan bølgebeskrivelsen blir modifisert
når bølgen treffer et grensesjikt mellom to ulike medier i kontakt med hverandre. Igjen står
Maxwells ligninger sentralt i beregningene.
Et gjennomgangstema i kapitlet er polarisering, men polarisering dukker opp i to nokså
forskjellige sammenhenger. Vær oppmerksom slik at du ikke blander dem sammen!
9.2 Elektromagnetisk bølge vinkelrett inn mot et grensesjikt
mellom to medier
Generelt sett er det uendelig mange ulike geometrier og uendelig mange forskjellige løsninger
av Maxwells ligninger når en elektromagnetisk bølge kommer inn mot et grensesjikt
mellom to medier. Vi må forenkle enormt for å komme fram til lovmessigheter som lar seg
beskrive på sluttet form.
274