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漸逝波

十二月 31, 2023

漸逝波（英語：evanescent wave[1][2][3]，又稱為渐逝波、消逝波、消散波、倏逝波、衰逝波等）是指當光波從光密介質入射到光疏介質時，發生全反射而光疏介質一侧所產生的一種電磁波。由於其振幅隨與分界面垂直的深度的增大而呈指数形式衰减，而隨切線方向改變相位，因此也是一種表面波。[4]漸逝波是近场的，强度随着呈指数衰减的，没有被吸收的，其解是距边界的距离x的函数。漸逝波作为波动方程的解，可以运用于任何波动方程。形成于两种拥有不同的波动性质的介质的边界上。在距离表面三分之一波长的距离下最为强烈[需要解释]。特别的，漸逝波可以发生在除了光学的其它情况下，如电磁辐射、声学、机械波的情况下。

「Evanescent wave」的各地常用譯名
中国大陸隐失波、消散波、倏逝波、晕失波、消逝波、迅逝波
港臺漸逝波、消散波、漸消波、衰減波、倏逝波、損耗波
沿金屬-電介質界面傳播的表面波（表面等離激元）的示意圖。 遠離表面的場以指數方式消失（右圖），因此這些場在z方向上被描述為漸逝。

原理 编辑

當光由光密介質（折射率為 n1）入射到光疏介質（折射率為n2）時，入射角為θi則折射角由司乃耳定律（Snell’s law）可得為θt，可由以下數學式表示[5]： 。

接著改變入射角θi使其慢慢增大，直到折射角θt為90度，我們稱此入射角為臨界角θc，接著繼續增加入射角   使其大於臨界角  ，此時光波產生全內反射。

在光密介質   內，反射波與入射波干涉，在介面附近形成駐波，而極小部分的能量會滲入光疏介質   ，電磁場會透出一段距離並沿著介面傳播此即為漸逝波。[6]

漸逝波的強度是隨著與介面傳播的距離成指數衰減的關係，透出一小段距離   稱為穿透深度dp（depth of penetration），其定義為當穿透之光波強度減弱至原光波強度的三分之一(1/e=36.8%)時的距離。[7]

 

採用受抑全內反射的方法可以探测該漸逝波的衰减程度，因此其可用來测量兩表面間的距離，進而得知上下兩表面的共同粗糙度。

應用 编辑

漸逝波在各個領域都有廣泛的應用。在光學上特別廣泛。 例如利用漸逝波原理製成的分光鏡如圖。

 
分光鏡示意圖。

如果只有單片稜鏡，光線發生全反射。而使用兩片稜鏡，改變稜鏡間的空氣間隙大小，則能改變分光的比例。[8]同樣的原理，也可以在光纖的外層上加一光密物質從而得到光纖內部的性質[2]。

參見 编辑

參考文獻 编辑

  1. ^ IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms IEEE STD 100-1992. New York, NY: The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. 1992: 458. ISBN 1-55937-2400 （英语）. 
  2. ^ 2.0 2.1 Hecht, Eugene. Optics 4th. United States of America: Addison Wesley. 2002: 124-125. ISBN 0-8053-8566-5 （英语）. 
  3. ^ Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics 3rd. Prentice Hall. 1998. ISBN 0-13-805326-X （英语）. 
  4. ^ Bennett, Charles A. Principles of Physical Optics 1st. Wiley. 2008 （英语）. 
  5. ^ Paul Lorrain; Dale P. Corson. Electromagnetic Fields and Waves 3rd. New York: W. H. Freeman and Company. 1988: 557. ISBN 0-7167-1869-3 （英语）. 
  6. ^ John R. Reitz; Frederick J. Milford. 18. Foundations of Electromagnetic Theory Fourth. Addison-Wesley Publishing Company. 1993. ISBN 0-201-52624-7 （英语）. 
  7. ^ Wangsness, Roald K. Electromagnetic Fields 2nd. John Wiley and Sons. 1986. ISBN 0-471-85912-5 （英语）. 
  8. ^ 郁道銀; 談恆英. 工程光學基礎教程. 2010: 205. ISBN 978-7-111-21292-8. 

十二月 31, 2023
漸逝波, 此條目需要擴充, 2016年4月29日, 请協助改善这篇條目, 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到, 请在擴充條目後將此模板移除, 英語, evanescent, wave, 又稱為渐逝波, 消逝波, 消散波, 倏逝波, 衰逝波等, 是指當光波從光密介質入射到光疏介質時, 發生全反射而光疏介質一侧所產生的一種電磁波, 由於其振幅隨與分界面垂直的深度的增大而呈指数形式衰减, 而隨切線方向改變相位, 因此也是一種表面波, 是近场的, 强度随着呈指数衰减的, 没有被吸收的, 其解是距边界的距离x的函数. 此條目需要擴充 2016年4月29日 请協助改善这篇條目 更進一步的信息可能會在討論頁或扩充请求中找到 请在擴充條目後將此模板移除 漸逝波 英語 evanescent wave 1 2 3 又稱為渐逝波 消逝波 消散波 倏逝波 衰逝波等 是指當光波從光密介質入射到光疏介質時 發生全反射而光疏介質一侧所產生的一種電磁波 由於其振幅隨與分界面垂直的深度的增大而呈指数形式衰减 而隨切線方向改變相位 因此也是一種表面波 4 漸逝波是近场的 强度随着呈指数衰减的 没有被吸收的 其解是距边界的距离x的函数 漸逝波作为波动方程的解 可以运用于任何波动方程 形成于两种拥有不同的波动性质的介质的边界上 在距离表面三分之一波长的距离下最为强烈 需要解释 特别的 漸逝波可以发生在除了光学的其它情况下 如电磁辐射 声学 机械波的情况下 Evanescent wave 的各地常用譯名中国大陸隐失波 消散波 倏逝波 晕失波 消逝波 迅逝波港臺漸逝波 消散波 漸消波 衰減波 倏逝波 損耗波沿金屬 電介質界面傳播的表面波 表面等離激元 的示意圖 遠離表面的場以指數方式消失 右圖 因此這些場在z方向上被描述為漸逝 目录 1 原理 2 應用 3 參見 4 參考文獻原理 编辑當光由光密介質 折射率為 n1 入射到光疏介質 折射率為n2 時 入射角為8i則折射角由司乃耳定律 Snell s law 可得為8t 可由以下數學式表示 5 n 1 sin 8 i n 2 sin 8 t displaystyle n 1 sin theta i n 2 sin theta t nbsp 接著改變入射角8i使其慢慢增大 直到折射角8t為90度 我們稱此入射角為臨界角8c 接著繼續增加入射角 8 i displaystyle theta i nbsp 使其大於臨界角 8 c displaystyle theta c nbsp 此時光波產生全內反射 在光密介質 n 1 displaystyle n 1 nbsp 內 反射波與入射波干涉 在介面附近形成駐波 而極小部分的能量會滲入光疏介質 n 2 displaystyle n 2 nbsp 電磁場會透出一段距離並沿著介面傳播此即為漸逝波 6 漸逝波的強度是隨著與介面傳播的距離成指數衰減的關係 透出一小段距離 d z displaystyle delta z nbsp 稱為穿透深度dp depth of penetration 其定義為當穿透之光波強度減弱至原光波強度的三分之一 1 e 36 8 時的距離 7 d z l 2 p n 1 n 2 2 sin 2 8 i 1 displaystyle delta z frac frac lambda 2 pi sqrt left frac n 1 n 2 right 2 sin 2 theta i 1 nbsp 採用受抑全內反射的方法可以探测該漸逝波的衰减程度 因此其可用來测量兩表面間的距離 進而得知上下兩表面的共同粗糙度 應用 编辑漸逝波在各個領域都有廣泛的應用 在光學上特別廣泛 例如利用漸逝波原理製成的分光鏡如圖 nbsp 分光鏡示意圖 如果只有單片稜鏡 光線發生全反射 而使用兩片稜鏡 改變稜鏡間的空氣間隙大小 則能改變分光的比例 8 同樣的原理 也可以在光纖的外層上加一光密物質從而得到光纖內部的性質 2 參見 编辑電磁波 全內反射 司乃耳定律參考文獻 编辑 IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms IEEE STD 100 1992 New York NY The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc 1992 458 ISBN 1 55937 2400 英语 2 0 2 1 Hecht Eugene Optics 4th United States of America Addison Wesley 2002 124 125 ISBN 0 8053 8566 5 英语 Griffiths David J Introduction to Electrodynamics 3rd Prentice Hall 1998 ISBN 0 13 805326 X 英语 Bennett Charles A Principles of Physical Optics 1st Wiley 2008 英语 Paul Lorrain Dale P Corson Electromagnetic Fields and Waves 3rd New York W H Freeman and Company 1988 557 ISBN 0 7167 1869 3 英语 引文使用过时参数coauthor 帮助 John R Reitz Frederick J Milford 18 Foundations of Electromagnetic Theory Fourth Addison Wesley Publishing Company 1993 ISBN 0 201 52624 7 英语 引文使用过时参数coauthor 帮助 Wangsness Roald K Electromagnetic Fields 2nd John Wiley and Sons 1986 ISBN 0 471 85912 5 英语 郁道銀 談恆英 工程光學基礎教程 2010 205 ISBN 978 7 111 21292 8 引文使用过时参数coauthors 帮助 取自 https zh wikipedia org w index php title 漸逝波 amp oldid 75889855, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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