Wednesday, December 12, 2012

金屬中傳播之電磁波其電場振盪可分成兩種彼此獨立的模態,其中包含電場或電子振盪方向( )垂直於電磁波相速度方向( )的橫波 (transverse wave) 模態,以及電場或電子振盪方向( )平行波的傳播方向( )之縱波 (longitudinal wave) 模態(如圖五所示)。


 

(a) 金屬的體積電漿共振模態

電漿(plasma)這個名詞原是用以描述由熔融狀態之帶電離子所構成的系統,然而在討論金屬物質時,由於其內部的自由電子可當作一高密度之電子流體(electron liquid)被限制於金屬塊材的體積範圍之內,因此亦可類似地將金屬視為一種電漿系統。從先前的討論中可以知道,當電磁波在金屬中傳播時,其波向量為一複數( ),且電場可表示為 。對任一時刻 來說,此電場之空間分佈中具有相同振幅的位置落在法線平行 的平面上( 常數所定義),然而具有相同相位的位置則是落在法線平行 的平面上( 常數所定義),一般而言, 的方向並不相同,這個結果將造成在沿著電磁波相速度方向( )上會有電場分量,並且由於金屬中自由電子可以任意移動的特性,自由電子會隨著電場的驅動而振盪,在適當條件之下,金屬中傳播之電磁波其電場振盪可分成兩種彼此獨立的模態,其中包含電場或電子振盪方向( )垂直於電磁波相速度方向( )的橫波 (transverse wave) 模態,以及電場或電子振盪方向( )平行波的傳播方向( )之縱波 (longitudinal wave) 模態(如圖五所示)。對於上述之縱波模態,自由電子將會沿著電場方向產生縱向振盪的集體運動,造成自由電子密度的空間分佈會隨時間之變化形成一種縱波形式之振盪,這種集體運動即為金屬中自由電子之體積電漿振盪 (volume plasma oscillation)
"電磁波相速度纵波分量" 的結果。
電磁波相速度纵波分量 的結果 (無引號):

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