介电常数的光学意义是什么，实部与虚部又有什么不同

Question

如题所述

Answer 1

可以参考一下维基条目Permittivity，其中4.1节专门讲了复数介电常数的意义。
介电函数ε反应了介质对外电场的响应，表征介质对外电场的反抗作用（极化是对外电场的“抗”）。介电常数的ε′(ω)实部表示相位调制即色散，虚部ε′′(ω)表示振幅的调制即损耗/增益。

Answer 2

介电函数ε反应了介质对外电场的响应，表征介质对外电场的反抗作用（极化是对外电场的“抗”）。这些可以从下面的公式中可以看出：
D = ε0*E +P = ε0*(1 + χe)E = ε0εr*E = ε*E
介质对外加电场的响应依赖于电场的频率。且，当外加电场频率较高时，极化明显不是瞬时而是延后的（符合因果律），是故会与外电场有相位差。由此，介电常数是外加电场频率的复函数（复数有振幅还有相位！）。所以有
ε(ω) = ε′(ω) + iε′′(ω) = |D/E| ∗ (cosδ + i sinδ)
δ为损耗角。介电常数的ε′(ω)实部表示相位调制即色散，虚部ε′′(ω)表示振幅的调制即损耗/增益。