Medio óptico

Medio a través del cual se propagan las ondas electromagnéticas

En óptica , un medio óptico es un material a través del cual se propagan la luz y otras ondas electromagnéticas . Es una forma de medio de transmisión . La permitividad y la permeabilidad del medio definen cómo se propagan las ondas electromagnéticas en él.

Propiedades

El medio óptico tiene una impedancia intrínseca , dada por

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

donde y son el campo eléctrico y el campo magnético , respectivamente. En una región sin conductividad eléctrica , la expresión se simplifica a: ${\displaystyle E_{x}}$ ${\displaystyle H_{y}}$

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

Por ejemplo, en el espacio libre la impedancia intrínseca se denomina impedancia característica del vacío , denotada Z ₀ , y

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

Las ondas se propagan a través de un medio con velocidad , donde es la frecuencia y es la longitud de onda de las ondas electromagnéticas. Esta ecuación también se puede expresar en la forma ${\displaystyle c_{w}=\nu \lambda }$ ${\displaystyle \nu }$ ${\displaystyle \lambda }$

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

donde es la frecuencia angular de la onda y es el número de onda de la onda. En ingeniería eléctrica , el símbolo , llamado constante de fase , se utiliza a menudo en lugar de . ${\displaystyle \omega }$ ${\displaystyle k}$ ${\displaystyle \beta }$ ${\displaystyle k}$

La velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el espacio libre , un estado de referencia estándar idealizado (como el cero absoluto para la temperatura), se denota convencionalmente por c ₀ : ^[1]

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

donde es la constante eléctrica y es la constante magnética . ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ ${\displaystyle ~\mu _{0}\ }$

Para una introducción general, véase Serway ^[2]. Para un análisis de los medios sintéticos, véase Joannopoulus. ^[3]

Tipos

1. Medio homogéneo vs. medio heterogéneo
2. Medio transparente vs. cuerpo opaco

• • Medio translúcido

Véase también

• Radiación de Čerenkov
• Espectro electromagnético
• Radiación electromagnética
• Óptica
• Unidades del SI
• Espacio libre
• Metamaterial
• Cristal fotónico
• Fibra de cristal fotónico

Notas y referencias

1. Con ISO 31-5 , NIST y BIPM han adoptado la notación c ₀ .
2. Raymond Serway y Jewett J (2003). Física para científicos e ingenieros (6.ª ed.). Belmont, CA: Thomson-Brooks/Cole. ISBN 0-534-40842-7.
3. John D Joannopouluos; Johnson SG; Winn JN; Meade RD (2008). Cristales fotónicos: moldeando el flujo de luz (2.ª ed.). Princeton, NJ: Princeton University Press. ISBN 978-0-691-12456-8.