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倏逝波的光倏逝波方程推导

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解决时间 2021-11-24 17:38
倏逝波的光倏逝波方程推导
最佳答案
同概述处的简图中对x轴和z轴的规定。并设入射角为θi,折射角为θt。
由于有n1sinθi=n2sinθt,且为全反射,因此可知sinθt>1,cosθt=√(1-sin2θt)=jΓ,其中j为虚数单位,Γ=√[(n1sinθi/n2)2-1],Γ为一实数。
设入射光波的波动方程为Ei=Eiosexp[j(ki·r-ωt)],折射光波方程为Et=Eiosexp[j(kt·r-ωt)],对于非全反射情况,由界面两侧的B,D,E,H的条件,可以推出ki·r=kt·r=kxx+kyy+kzz,由于r为任意,从而得到kisinθi=ktsinθt,(波矢k=2π/λ=2πnν/c,所以这也就是从电磁波角度的光折射定律的推导,可以参考相关书籍,这里不展开)
回到全反射情形,由于入射面为y=0平面,矢积ki·r=kixsinθi+kizcosθi=kixx+kizz,kt·r=ktxsinθt+ktzcosθt=kixsinθi+jktzΓ=kixx+jktzΓ,代入折射光波方程Et=Eiosexp[j(kixx+jktzΓ-ωt)]=Eiosexp(-ktzΓ)exp[j(kixx-ωt)],可见Et的幅值与z呈指数递减,而相位则只与x有关,因此倏逝波一般不是横波。

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