Главная > Разное > Современная квантовая химия. Том 1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

2. Распространение света в прозрачных средах

Распространение электромагнитной волны в прозрачном веществе описывается максвелловскими уравнениями. В отсутствие реальных зарядов и токов эти уравнения имеют вид

где Е — напряженность электрического поля, — электрическая индукция, Н — напряженность магнитного поля, В — магнитная индукция, Р — поляризация среды, — плотность квадрупольного момента среды, М — намагничение среды. (Здесь используется гауссова система едипиц.) В формулу (12) входит член с плотностью квадрупольного момента среды 1151, поскольку он имеет такой же порядок величины, что и намагничение.

Для однородных и изотропных сред часто с достаточной точностью можно считать, что

тогда с использованием формул (14), (15) решение системы уравнений Максвелла сводится к решению волнового уравнения

решения которого описывают электромагнитные волны, распространяющиеся со скоростью следовательно, показатель преломления среды равен

Для последующих рассуждений удобпо представить систему уравнений Максвелла (8 — 13) в виде

и

причем следует учитывать также формулы (14), (15). Из системы (18—21), (14), (15), разумеется, опять следует то же волновое уравнение (16).

Приведенные максвелловские уравнения не описывают явления вращения плоскости поляризации. Все плоские волны, являющиеся решениями уравнения (16), распространяются с одинаковой скоростью независимо от их состояния поляризации (плоскополя-ризованные, с левой круговой и правой круговой поляризацией), и, таким образом, согласно выражению (1), не может возникнуть никакого вращения плоскости поляризации этих волн

Следовательно, нужно видоизменить уравнения (14), (15), чтобы включить в рассмотрение указанный эффект оптической вращающей способности.

Как именно следует изменить максвелловские уравнения, становится ясным, если учесть, что для объяснения явления вращения плоскости поляризации нельзя полностью пренебрегать размерами молекул по сравнению с длиной волны. Чтобы получить различные скорости распространения волн с левой и правой круговой поляризациями, необходимо учитывать, что молекула взаимодействует не только со средним электрическим полем, но также «чувствует» пространственные неоднородности поля в разных точках молекулярного объема. Позже будет показано, что наиболее существенны при этом изменения, связанные только с . В частности, можно принять, что

Прежде чем переходить к выводу следствий уравнения (22), поясним, как такое уравнение может быть получено с помощью рассмотрений в рамках молекулярной теории.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление