Дисперсия пространственная. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Разделение зависимости

на зависимость от временной разности

и от разности

возможно в предположении неизменности свойств среды во времени и пространственной однородности среды. Интегрирование по t' в (1) распространено только на интервал от

до t в связи с требованием принципа причинности: индукция

определяется значениями поля Е только в прошлом и настоящем, т. е. при

. Если электрич. поле имеет вид плоской монохроматич. волны, т. е.

, то в силу (1) электрич. индукция также имеет вид плоской волны:

, причём

Зависимость тензора

от

соответствует временной дисперсии, а зависимость от k - Д. п. Из соотношений (1) и (3) видно, что Д. п. связана с тем, что величина вектора D в точке r определяется значением E не только в точке r, но также значениями

в нек-рой окрестности точки r (нелокальная связь D и E). Иначе ядро интегр. оператора

выражалось бы через дельта-функцию:

, так что всякая зависимость

от k в (3) при этом исчезла бы.

Нелокальность связи между D(r)и E(r)можно понять на основе качественного рассмотрения даже простейшей модели кристалла, согласно к-рой частицы, составляющие кристаллич. структуру (атомы, молекулы, ионы), совершают колебания около своих положений равновесия и взаимодействуют друг с другом. Электрич. поле световой волны смещает заряды из положений равновесия в данной точке r, что вызывает дополнит. смещение зарядов в соседних и более удалённых точках r'. Поэтому поляризация среды

в точке r, а следовательно, и индукция

оказываются зависящими не тоДько от значения напряжённости электрич. поля в точке r, но и от значений

в некрой её окрестности. Размер этой окрестности, т. е. размер области R, в к-рой ядро интегр. соотношения

значительно, определяется характерными длинами взаимодействия а и в разл. средах эти длины могут существенно различаться. Однако в диэлектрич. средах для оптич. диапазона длин волн

всегда выполняется соотношение

. В таких средах Д. п. оказывается слабой, для её анализа достаточно знать зависимость тензора

от k лишь при малых k и использовать одно из разложений [1]:

Тензоры

из (4) и (5) существенно упрощаются для кристаллов с высокой симметрией [2]. Для объяснения естеств. оптич. активности (напр., вращения плоскости поляризации)достаточно ограничиться в (4) или (5) линейной зависимостью от k (подробнее см. Гиротропия ).Для негиротропных кристаллов тензоры и при исследовании эффектов Д. п. необходимо в (4) и (5) принимать во внимание слагаемые, квадратичные по k. Один из эффектов Д. п. в негиротропных кристаллах - оптич. анизотропия кубич. кристаллов, наблюдавшаяся экспериментально [3]. В кубич. негиротропных кристаллах при неучёте Д. п.

, т. е. диэлектрич. проницаемость не тензор, а скаляр, и показатель преломления

не зависит от направления распространения света. Если принять во внимание Д. п., то тензор (4) уже не сводится к скаляру, так что даже в кубич. кристалле величина коэф. преломления оказывается зависящей от направления распространения света. При учёте Д. п. кубич. кристаллы обладают семью оптич. осями (три оси 4-го порядка и четыре - пространственные диагонали куба). Для света, распространяющегося, напр., вдоль диагонали грани куба, коэф. преломления оказываются различными для света, поляризованного перпендикулярно грани куба и в плоскости грани. Величина двойного лучепреломления, определяемая разностью коэф. преломления, оказывается в этом случае пропорциональной

, где а- постоянная решётки (а

3*10^-8 см); в оптич. диапазоне волн

~10^-6, что свидетельствует о малости двойного лучепреломления. Впервые это явление обнаружили только в 1971 в кристаллах кремния Si и арсенида галия GaAs (подробнее см. [2]).

Оптич. анизотропия кубич. кристаллов может проявляться также и в спектрах поглощения. В 1960 E. Ф. Гросс и А. А. Каплянский [3] это наблюдали впервые при изучении спектров поглощения кристалла закиси меди Cu₂O в области квадрупольной линии поглощения. Д. п. приводит в кубич. кристаллах к зависимости комплексного коэф. преломления света (а следовательно, и мнимой его части, описывающей поглощение) от его поляризации и направления распространения. Возможность этого эффекта предсказана X. А. Лоренцем (H. A. Lorentz) в 1878. С Д. п. связана также возможность распространения в окрестности линий поглощения добавочных световых волн [2, 10].

Д. п. учитывалась также при изучении ряда др. вопросов, таких, как аномальный скин-эффект в металлах [41, динамика кристаллич. решёток [5], плазменные волны в изотропной и магнитоактивной плазме [6, 7], в теории черенковского и переходного излучений, в теории поверхностных эл--магн. волн [8, 9] и т. д. Кроме того, учёт Д. п. существен также при рассмотрении рассеяния света и поведения нек-рых оптич. колебаний кристаллов вблизи точек фазового перехода 2-го рода.

Литература по пространственной дисперсии

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.