C9Q23: 薄膜反射

文摘   2024-11-01 09:30   北京  

薄膜反射.

考虑频率为的平面电磁波, 正入射一厚度的金属薄膜. 金属薄膜内的电子数密度为. 记薄膜上的电流面密度. 以薄膜平面为, 电磁波入射方向为正.

(a)证明在平面两侧, 电磁场的平行分量满足

(b)考虑金属的复电导率, 求空间中的电磁场分布. 认为欧姆定律始终成立.

(c)考虑电子在金属中的运动方程

这里是一个阻尼常数. 求的表达式, 并求两个极限下薄膜单位面积的平均吸收功率.

(d)验证能量守恒, 即流入薄膜的能流等于其耗散功率.

本习题集中, 一星问题为教学关, 二星问题为练习关, 三星问题为挑战关.
一般来说, 教学关知识点单一, 通过简单定律的应用即可得到答案, 旨在帮助解题者熟悉知识点.
练习关知识点相对单一, 有时要求应用高等数学, 比如简单的微分方程求解和小量近似, 旨在锻炼解题者的综合求解能力.
挑战关知识点相对综合, 形式上更完整的题目, 往往需要应用高等数学, 旨在锻炼解题者理解模型, 应用模型的能力.
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