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1、7.1.3.光的相速度和群速度,“单色平面波”沿传播方向的无限长波列,一.相速,在无色散介质中(真空),相速v 与波数k无关,各波长的光波以相同的相速传播.,由:t-kr=常数,即 dt-kdr=0 得,在色散介质中测量光速：1.脉冲,有限长波列,复色光2.各单色光相速不同,“波包”的传播速度?,二.群速,简化讨论,并不失一般性.在色散介质中,设有两束频率非常相近、振幅相同的单色平行光沿r 方向传播.,在无色散介质中(真空),相速v 与波数k无关,各波长的光波以相同的相速传播.v 的测量?,二.群速,合成波:以0、k0为参量的缓变振幅简谐波.,群速跟踪“波包”最大振幅处的移动速度,瑞利公式,真
2、空:相速v与波数k无关,各波长的光波以相同的 相速传播 u=v=c,是群速、相速间的普适关系式.,色散介质中,u、v与真空中、色散率dn/d关系:,瑞利公式,正常色散(透明范围):,反常色散:,无色散:,可测量信号(能量)传播速度永远小于真空中光速.,对应强烈吸收带,不同波长单色光相速相差很大,“波包”不存在,群速失去意义.,相速、群速、信号速度三者一致.,6.5 色散与吸收的经典理论,线偏振光:,沿x 作用于原子,引起线性极化,其中：,电子云偏离“平衡位置”的位移:,电子云中心运动方程:,电偶极子 p=qx,各向同性介质:,复折射率！,极化强度:单位体积内电偶极矩的矢量和,电子云偏离“平衡位置”的位移:,电偶极子 p=qx,令:,沿z方向传播的光波为:,光强:,实部:,则有:,振幅衰减,吸收系数:,表明:光波沿z传播的同时,光强也同时衰减.,正常色散和反常色散,以气体为例:,光强:,吸收发生在0附近；,虚部:对应吸收,透明范围内,折射率随波长 增加(随减小)而减小.正常色散,强吸收范围内,折射率随波长 增加(随减小)而增加.反常色散,0时，nc.,正常色散(透明范围):,反常色散:,无色散:,相速、群速、信号速度三者一致.,
