光波在金屬表面的

反射和透射與前面討論的均勻透明介質(zhì)相比,金屬最顯著的特點(diǎn)是：一般它為良導(dǎo)體。即有：電導(dǎo)率σ≠0很大，且。

這里是介電常數(shù)，是作用于金屬上的外界電磁場(chǎng)的角頻率。上式表明，金屬是否為良導(dǎo)體，不僅與它的σ大小有關(guān)，還與外場(chǎng)的頻率有關(guān)。光波在金屬表面的

反射和透射1光波在金屬表面的

反射和透射

一般金屬導(dǎo)體/數(shù)量級(jí)為10－17s，只要電磁場(chǎng)的頻率1017HZ(19nm)一般金屬導(dǎo)體可看作良導(dǎo)體。在1017HZ的電磁波作用下，金屬內(nèi)部的自由電子只分布于金屬表面。金屬內(nèi)部電荷體密度=0,并且自由電子在表層形成表層電流（j=

E)。所以金屬是不透明的。此電流的存在,將使入射波產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射，并使透入金屬內(nèi)部的波迅速地耗散為電流的焦耳熱。

光波在金屬表面的

反射和透射一般金屬導(dǎo)體/數(shù)量級(jí)為102金屬中的波動(dòng)方程由于在金屬內(nèi)部：=0，麥克斯韋方程變?yōu)椋河纱耍玫讲▌?dòng)方程為：金屬中的波動(dòng)方程由于在金屬內(nèi)部：=0，由此，得到波動(dòng)方程3

（關(guān)于耗散功率密度）

考慮最簡(jiǎn)單情形：長(zhǎng)度為Dl，橫截面為DS的一段導(dǎo)體，電阻為R，內(nèi)部電場(chǎng)為E，電流為I，兩端電壓為U，電流密度為J，則單位時(shí)間的焦耳熱損耗

單位體積單位時(shí)間的焦耳熱損耗為

當(dāng)J和E方向不一致時(shí)，應(yīng)改寫為，它適用于一般情形。

耗散（Dissipation）功率密度

說明：在中，第一項(xiàng)是位移電流，第二項(xiàng)是傳導(dǎo)電流。傳導(dǎo)電流引起的焦耳熱損耗，其平均耗散功率密度討論：位移電流與電場(chǎng)存在p/2相差，在一個(gè)周期內(nèi)不消耗功率。

（關(guān)于耗散功率密度）單位體積單位時(shí)間的焦耳熱損耗為當(dāng)4復(fù)介電常數(shù)的引入時(shí)空分離波動(dòng)方程金屬電介質(zhì)定義

對(duì)復(fù)電容率

，實(shí)部對(duì)應(yīng)位移電流的貢獻(xiàn)，不引起電磁波功率耗散；虛部是傳導(dǎo)電流的貢獻(xiàn)，引起能量耗散。

復(fù)介電常數(shù)的引入時(shí)空分離波動(dòng)方程金屬電介質(zhì)定義對(duì)復(fù)電容率5引入復(fù)相位速度和復(fù)折射率折射率和速度色散引入復(fù)傳播常數(shù)一般又可表示為:引入復(fù)相位速度和復(fù)折射率折射率和速度色散引入復(fù)傳播常數(shù)6金屬中的波函數(shù)振幅指數(shù)衰減沿x方向行進(jìn)的平面波把波振幅降至原值的1/e時(shí)傳播的距離稱為穿透深度，以表示，即

穿透深度對(duì)于金屬良導(dǎo)體穿透深度為:金屬中的波函數(shù)振幅指數(shù)衰減沿x方向行進(jìn)的平面波把波振幅7對(duì)于高頻電磁波，電磁場(chǎng)以及和它相互作用的高頻電流僅集中于表面很薄一層內(nèi)，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。人們?cè)谳喆搩?nèi)或火車廂里用收音機(jī)不易收到電臺(tái)的原因就在此。趨膚效應(yīng)對(duì)于銀來說：可見,光波只能透入金屬表面很薄的表層.光波的穿透深度－趨膚效應(yīng)對(duì)高頻電磁波，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電流均存在趨膚效應(yīng)。

對(duì)于高頻電磁波，電磁場(chǎng)以及和它相互作用的高頻電流僅集8二,金屬表面的反射菲涅耳方程電介質(zhì)金屬適用于相同形式的波動(dòng)方程！用復(fù)折射率代替實(shí)折射率n,折射角變成復(fù)數(shù)形式,即二,金屬表面的反射菲涅耳方程電介質(zhì)金屬適用于相同形式的波動(dòng)方9反射系數(shù)復(fù)數(shù)非折射角！改寫后的菲涅耳公式其反射比表示式為:正入射時(shí)有:反射系數(shù)復(fù)數(shù)非折射角！改寫后的菲涅耳公式其反射比表示式為:正10

w越小（l越大），R越接近1。微波或無線電波的頻率很小，一般金屬均可近似看作理想導(dǎo)體（），電磁波近似全部反射（如微波爐）。進(jìn)入導(dǎo)體的電磁波誘導(dǎo)傳導(dǎo)電流，傳導(dǎo)電流激發(fā)的電磁場(chǎng)將減弱原電磁場(chǎng)（否則不穩(wěn)定），使導(dǎo)體內(nèi)電磁場(chǎng)迅速衰減，電磁波只能透入導(dǎo)體表面薄層。薄層厚度與w和s有關(guān)。w或s越大，厚度越小。導(dǎo)體內(nèi)誘導(dǎo)的傳導(dǎo)電流激發(fā)電磁場(chǎng)形成反射電磁波。反射波強(qiáng)度接近入射波，對(duì)于良導(dǎo)體，入射波能量幾乎全部反射。同時(shí)，實(shí)際導(dǎo)體有焦耳熱損耗，電磁波能量部分耗散，一般情況，良導(dǎo)體吸收很少部分電磁波能量。

討論：物理圖象：進(jìn)入導(dǎo)體的電磁波誘導(dǎo)傳導(dǎo)電流，傳導(dǎo)電11金屬反射曲線的特點(diǎn)

與電介質(zhì)的反射率曲線相比較有幾個(gè)特點(diǎn)：（1）（2）有一極小值,但的極小值不等于零。所以金屬表面反射時(shí)不會(huì)產(chǎn)生全偏振現(xiàn)象。（3）相位變化：由于是復(fù)數(shù),也是復(fù)數(shù),這表示反射光相對(duì)于入射光,s波和p波都發(fā)生了相