複素誘電率の定義

これは単純な数学的利便性であり、導電率が存在するかどうかにかかわらず方程式の形は同じである。 キーは、導電率のない均質媒体中のアンペア-マクスウェル方程式を覚えておくことです。n\nabla\times\mathbf{\tilde{H}}=J\omega\varepsilon\mathbf{\tilde{E}}e}}$$

導電率を追加すると、形式が変更されないように新しい方程式を定義することを選択します:$ $\nabla\times\mathbf{\tilde{h}}=j\omega\varepsilon_c\mathbf{\tilde{e}}=は、h\nabla\times\mathbf{\tilde{e}}jと同じです。}}$$

しかし、元の方程式に導電率の項を追加すると、次のようになります:

$$\nabla\times\mathbf{\チルダ{H}}=j\omega\varepsilon\mathbf{\チルダ{E}}+\sigma\mathbf{\チルダ{E}}=\left(j\omega\varepsilon+\sigma\right)\mathbf{\チルダ{E}}$$

現いたしますの$\nabla\times\mathbf{\チルダ{H}}$,の$\varepsilon_c$一の$\varepsilon$と$\sigma$い現象を二つの表現を$$\left(j\omega\varepsilon+\sigma\right)\mathbf{\チルダ{E}}=j\omega\varepsilon_c\mathbf{\チルダ{E}}$$これはtrue$$j\omega\varepsilon+\sigma=j\omega\varepsilon_c$$割$j\omega$$$\frac{j\omega\varepsilon+ \sigma}{j\omega}=\varepsilon_c$$簡単$$\varepsilon+\frac{\sigma}{j\omega}=\varepsilon_c$$認識させるの$\frac{1}{j}=-j$$$\varepsilon_c=\varepsilon-j\frac{\sigma}{\omega}$$いて発見された場合には定義していま$\varepsilon_c=\varepsilon-j\frac{\sigma}{\omega}$新しい方程式の$\nabla\times\mathbf{\チルダ{H}}=j\omega\varepsilon_c\mathbf{\チルダ{E}}$が、その結果は、正式に組み入れられることが伝導性という特徴を有している。 なぜなら、新しい方程式を1つの方程式、新しい方程式を取り、導電率のないケースを回復するためにpurely varepsilon_ccを純粋に現実的にすることができるからです。

さて、あなたの2番目の質問に対処するために：確かに波が通過するときの媒体中の回転双極子に関連する損失があります。 フィールドと双極子の間の相互作用は、それ自体が2つの部分、「弾力性のある」部分と「減衰した」部分を持つと考えることができます。 減衰がなければ、双極子にインパルスを適用して揺動を開始すると、その揺動は場にエネルギーを運び去り、その後揺動は最終的に停止します。 運び去られたエネルギーはまさにインパルスから届けられたものであり、このシステムが反応するのに有限の時間がかかるため、最初のインパルスか これは、実際の誘電率でキャプチャされた通常の無損失の誘電相互作用です。 さて、双極子が揺れると、それは材料中の他の双極子または原子に対して摩擦し、摩擦によっていくらかのエネルギーを失う可能性があります。 この場合、元のインパルスのエネルギーの一部はEM波として放射され、その一部は材料内の熱エネルギーに変換されます。 相互作用の摩擦と加熱の部分は、私が以前に「減衰」部分と呼んだものであり、実際にはそのような媒体を通って伝播するときにEM波がエネルギーを失

私たちは、real varepsilon=\varepsilon_r-j\varepsilon_\text{heating}realはそれ自体がこれを説明するのに本当に複雑であると言うことができます。 次に、これをexpression varepsilon_c expressionの式にラップすると、次のようになります。v varepsilon_c=\varepsilon_r-j\varepsilon_\text{heating}-j\frac{\sigma}{\omega}=\varepsilon_r-j\left（\varepsilon_\text{heating}+\frac{\sigma}{\omega}\right）net

正味の効果は次のようになります。net\varepsilon_c=\varepsilon_r-j\text{heating}-j\frac{\sigma}{\omega}\right）net

複素誘電率は媒質のロスレス特性に関係する実数部と、電場によって加速され抵抗を経験する電子と、媒質中でトルクを受け摩擦を経験する双極子の両方からの損失と関係する複雑な部分を有することを示している。

私は今、詳細は問題ではないと主張します、そして多分電子が抵抗を満たすのではなく振動して再放射するメカニズムさえあり、実際の部分に貢献 時には、材料中の荷電イオンが移動して抵抗を満たし、再び損失に寄与することがあります。 実際、複雑な誘電率に巻き込まれるものには、多くの規則と多くのメカニズムがあります。 この質問に対する他の回答では、これらの規則とモデルのいくつかを見てきました。 しかし、実際には、誰かが媒質中のEM波の減衰と波長を測定し、全体的な減衰から、すべての損失メカニズムをまとめたim varepsilon_ccのimagnary部分を思い付くことがで アイデアは本当に原子と分子の物理学の詳細は、我々はEM波についてのマクロな意味で尋ねる質問の種類にはそれほど重要ではないということです。 私がコンクリートの壁を通して携帯電話信号を送信し、反対側の信号強度を知りたい場合、コンクリートの原子物理学と分子物理学を理解することは必ずしも重要ではありません。誘電率の非可逆部分と可逆部分を特徴付けるだけで十分であり、それらの数字を計算に使用するだけで十分です。