光學介質

光學介質指的是電磁波可在其中傳遞的材料，電容率${\displaystyle \varepsilon }$與磁導率${\displaystyle \mu }$是材料的特性指標。光在各個不同材料的傳遞特性，如內部阻抗、速率等，通常都可用電容率與磁導率表示。

材料的內部阻抗可用下式表示：

${\displaystyle \eta ={E_{x} \over H_{y}}}$

其中${\displaystyle E_{x}}$與${\displaystyle H_{y}}$分別是電場與磁場。

在絕緣體中，可以簡化如下：

${\displaystyle \eta ={\sqrt {\mu \over \varepsilon }}\ .}$

舉例來說，真空的內部阻抗被稱為自由空間阻抗，以Z₀表示：

${\displaystyle Z_{0}={\sqrt {\mu _{0} \over \varepsilon _{0}}}\ .}$

波在介質中傳遞的速率可表示為${\displaystyle c_{w}=\nu \lambda }$，其中${\displaystyle \nu }$是電磁波的頻率，${\displaystyle \lambda }$是波長。這個式子也可改寫成：

${\displaystyle c_{w}={\omega \over k}\ ,}$

其中${\displaystyle \omega }$是角頻率，${\displaystyle k}$是波數（在電機工程學中常以相常數${\displaystyle \beta }$代表）。

真空中的電磁波傳遞速率是一個標準值，習慣寫作c₀:^[1]

${\displaystyle c_{0}={1 \over {\sqrt {\varepsilon _{0}\mu _{0}}}}\ ,}$

其中${\displaystyle \varepsilon _{0}}$是真空的電容率而${\displaystyle ~\mu _{0}\ }$是磁導率。

參閱

Serway^[2] For a discussion of man-made media, see Joannopoulus.^[3]