Obtención de la permitividad relativa y la permeabilidad a partir del índice de refracción

El índice de refracción complejo norte ~ está relacionada con la permitividad eléctrica relativa y la permeabilidad magnética con la relación

norte ~ = norte + i k = ε r m r

En una gran respuesta anterior disponible en el enlace Contradicción sobre el comportamiento del índice de refracción , el usuario @ahemmetter explica la relación entre el índice de refracción complejo norte ~ ( ω ) y la permitividad eléctrica ε de un material bajo el supuesto de que no es magnético ( m r = 1 ).

Cito aquí la parte relevante de la respuesta.

La permitividad y la permeabilidad no son solo constantes, sino que son funciones complejas que dependen de otras cantidades, incluida la longitud de onda de la luz. De hecho, el índice de refracción norte es solo la mitad de la historia: también hay una cantidad relacionada, el coeficiente de extinción k , que describe la absorción en un medio. Para decirlo con mayor precisión, el índice de refracción norte ~ es una función compleja que depende entre otras cosas de la longitud de onda.

norte ~ ( ω ) = norte ( ω ) + i k ( ω )

Como se indica en la pregunta, el índice de refracción está relacionado con la permitividad y la permeabilidad. De hecho, contienen la misma información sobre el material, y cuál se elige depende en gran medida de la convención y la conveniencia. También la permitividad ("función dieléctrica") y la permeabilidad tienen partes reales e imaginarias. Para un material no magnético ( m r = 1 , válido para los materiales más comunes), la función dieléctrica y el índice de refracción se relacionan de la siguiente manera:

ε + i ε = ( norte + i k ) 2

Siendo los componentes individuales:

ε = norte 2 k 2
ε = 2 norte k

Me gustaría saber si hay una forma de calcular tanto la permitividad como la permeabilidad a partir del índice de refracción complejo cuando no podemos asumir que m r = 1 .

Respuestas (1)

Dado m ~ r = m + j m y ϵ ~ r = ϵ + j ϵ puedes calcular norte ~ = m ~ r ϵ ~ r = norte ( ω ) + j k ( ω ) , solo debes asegurarte de seleccionar la rama correcta del s q r t función. Por debajo de 100 GHz, incluso puede medir los componentes real e imagen por separado con una facilidad razonable mediante el uso de antenas de dipolo eléctrico de línea recta y de dipolo magnético de bucle circular para medir la mi y H campos, respectivamente, pero ese método probablemente no sea muy práctico a frecuencias mucho más altas.

Tu respuesta no me queda del todo clara. Estaba preguntando si había una manera de calcular m r y ϵ r conocimiento norte ~ .
Si esa es su pregunta, entonces solo tiene dos (2) "saberes" norte ~ y norte ~ pero cuatro (4) "desconocidos"; necesitarás dos relaciones más para obtener ϵ , ϵ , m , m pero esos no se dan.
Eso es lo que yo también pensé. Esperaba que hubiera algunas relaciones inteligentes (como las relaciones de Kramers-Kronig) para conectar las partes real e imaginaria.
Sí, la relación Kramers-Kronig (es decir, la causalidad) sería cierta tanto para los complejos ϵ y m por separado, por lo que solo tiene "dos" incógnitas, pero las dos "conocidas", digamos, ϵ y m tendría que saber para cada frecuencia y luego usar la transformada de Hilbert en ellos para obtener ϵ y m pero esto no tiene nada que ver norte ~ .