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光為什麼只說電場分量而不說磁場分量? 某些光學現象與哪個分量有關?


一般認為電分量的的大小除以磁分量的大小就是介質的本徵阻抗。

人的視覺和電場分量有關係,電磁波的傳遞信號也是靠電場分量在接受天線上激發傳導電流。


絕大多數物質與磁場的相互作用都非常微弱

例如,對於光的傳播,一般非鐵磁質的磁化率在10^{-6}sim 10^{-3}數量級(Permeability (electromagnetism)),而幾乎所有物質的介電常數都在1~10的數量級。

光的輻射、化學效應等屬於量子效應,主要是光與電子的相互作用,也都是由電場導致的

因此一般著重關注電場分量是當然的


因為使得底片感光的是光的電場分量而不是磁場分量,這個是由維納駐波實驗證明的(感光的地方與電場最強的地方一致,而這裡是磁場最弱的地方)。


對於一個形狀、介質給定的線性體系,計算出的本徵模解中同時存在電矢量和磁矢量,兩者是關聯的,也就是說,已知該模式解的電矢量就得到磁矢量,已知磁矢量也將得到電矢量。真空中的平面波,只有TEM一種本徵解,那麼給定電矢量,磁矢量也隨之確定,只說其中一個矢量就可以了。

之所以經常說電場分量,是因為在計算這樣的體系的解中,所用到的本構關係,主要是D和E的關係,即主要是電場力,改變 varepsilon (更確切地說是 chi )。僅有少數體系需要改變B和H的關係,這主要就是因為洛倫茲力通常比電場力小很多的緣故。

大部分體系,如大部分的金屬、一般的電解質,都是由電荷或極化矢量感應電矢量的。非線性材料,電矢量比磁矢量的作用也明顯得多。

需要改變B和H的關係的體系,如旋光體系。

另外還有雙各項同性體系,D和B的本構關係均與E、H有關。而這主要是人工電磁材料(metamaterials)。(我常見的是在電磁波段,便於人工製造。光波段的就很少了)


光與物質相互作用時,由於物質中帶電粒子的速度一般遠小於光速,磁場的洛倫茲力與電場力相比完全可以忽略,實驗也證明了這一點,因此常用E來代表光振動,稱為光矢量。


在書上看到了~ 因為可見光波段的電磁波不會引起大多數介質磁性的變化,即ur=1,所以只考慮其電矢量(光矢量)


主要是因為電場分量的強度遠大於磁場分量的強度值,根據麥克斯韋方程組在各項同性介質中可以解的標量解|E|/|B|=v,其中V表示光在介質中的速度,所以比值是很小的,所以經常以電場分量討論光。


可以百度下維納駐波實驗。。


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