diff --git a/chapters/1-introduction.tex b/chapters/1-introduction.tex index 12ae24e..a21acc8 100644 --- a/chapters/1-introduction.tex +++ b/chapters/1-introduction.tex @@ -670,8 +670,6 @@ Maxwell, che impongono condizioni precise sulla continuità delle componenti normali e trasverse del campo elettrico attraverso l'interfaccia tra due materiali diversi. -Consideriamo l'interfaccia tra due materiali con indice di -rifrazione $n_1$ e $n_2$. Un'onda elettromagnetica monocromatica piana con vettore d'onda $\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico \begin{equation} @@ -683,11 +681,27 @@ $\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico \right) \end{equation} -$\vec{k} \cdot \vec{r}$ - +La direzione del vettore $k$ corrisponde a quella di propagazione +dell'onda elettromagnetica e il suo modulo, il \emph{numero +d'onda}, dipende dall'indice di rifrazione del mezzo attraversato +e dalle frequenza della radiazione: +\begin{equation} +\label{eq:k_vinc} +k = \frac{\omega}{c / n} + \Rightarrow +(\vec{k})_x^2 + (\vec{k})_y^2 + (\vec{k})_z^2 + = \frac{n^2 \omega^2}{c^2} +\end{equation} +Consideriamo ora un'onda elettromagnetica che incide sulla superficie +di separazione tra due mezzi, con indici di rifrazione $n_1 > n_2$, +con un angolo di incidenza rispetto alla normale alla superficie +$\theta_i$. +Possiamo descrivere la propagazione attraverso la superficie di +separazione usando un sistema di riferimento dove l'asse $z$ è +parallela a essa e il vettore d'onda appartiene al piano $xz$. \begin{figure}[ht] \centering @@ -695,3 +709,38 @@ $\vec{k} \cdot \vec{r}$ \caption{Caption} \label{fig:ev_Wave} \end{figure} + + +I vettori $\vec{k}$ delle onde incidenti, trasmessa e riflessa +devono rispettare il vincolo definito dall'equazione \ref{eq:k_vinc}. +Questa condizione è rappresentata graficamente nella figura +\ref{fig:ev_Wave} dalle due semicirconferenze grigie. + +Inoltre, per le condizioni di continuità all'interfaccia imposte +dalle equazioni di Maxwell, deve conservarsi la componente +tangenziale alla superficie di separazione del vettore d'onda, +ovvero: + +\begin{equation} + (\vec{k}_i)_z = (\vec{k}_r)_z = (\vec{k}_t)_z +\end{equation} + +Da queste due condizioni segue che la componente $x$ del vettore +d'onda trasmesso è data da: +\begin{multline} + (\vec{k}_t)_x + = \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_t)_z^2} + = \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_i)_z^2} + = \sqrt{k_t^2-k_i^2 \sin^2(\theta_i)} + = \frac{n_1 \omega}{c} \sqrt{ + \left(\frac{n_2}{n_1}\right) - \sin^2(\theta_i) + }\\ + = \frac{n_1 \omega}{c}\sqrt{ + \sin^2(\theta_c) - \sin^2(\theta_i) + } +\end{multline} + +Per angoli di incidenza maggiori rispetto a quello critico, +$\theta_i > \theta_c$, il termine sotto radice diventa negativo. +Si ottiene quindi una componente $(\vec{k}_t)_x$ immaginaria pura. +