62ª Reunião Anual da SBPC
A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 7. Física Geral
GENERALIZAÇÃO DO Modelo de Lorentz PARA AS PROPRIEDADES RADIATIVAS DOS MATERIAIS
André Luis Oliveira de Almeida 1
Tarciro Nortarson Chaves Mendes 1
1. UFRN
INTRODUÇÃO:

Este trabalho discute o modelo de Lorentz para a dispersão e absorção nos meios dielétricos. Tal modelo descreve as propriedades óticas e dissipativas nos meios materiais com relativa precisão para muitas substâncias, especialmente materiais com baixo índice de refração. Nesse modelo assume-se que a matéria é composta por configurações estáveis de cargas elétricas presas a potenciais harmônicos e que interagem com os campos elétricos e magnéticos oscilantes que compõem a radiação. A partir dessa modelagem é possível então obter a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética dos materiais, que caracterizam suas propriedades reativas, bem como o fator de absorção/dissipação de energia, que caracteriza as propriedades dissipativas. Em geral considera-se apenas a interação das cargas com o campo elétrico oscilante e despreza-se o campo magnético, o que se pode justificar pelo fato de sua contribuição ser da ordem de v/c da contribuição elétrica. Entretanto, objetivamos neste trabalho exatamente investigar o papel dessa contribuição às propriedades reativas do meio e veremos que sua inclusão traz interessantes comportamentos observáveis, especialmente quando a intensidade da radiação incidente no meio é suficientemente elevada.

METODOLOGIA:

Realizado em cinco etapas os métodos para a elaboração do trabalho foram: estudos dos conceitos fundamentais da eletrodinâmica dos meios macroscópicos; estudo de sistemas de osciladores forçados e aplicação ao modelo de Lorentz padrão; estudo e discussão dos resultados e aplicações do modelo de Lorentz padrão; solução de sistemas de equações diferenciais ordinárias via expansão em séries de funções ortogonais; solução do modelo de Lorentz generalizado via expansão das funções-movimento nos modos normais de oscilação; discussão dos resultados e comparação com o modelo de Lorentz padrão.

RESULTADOS:

Mostramos que ao se incluir o termo magnético da força de Lorentz na equação de movimento dos osciladores e resolvendo-as até primeira ordem em v/c, nada se altera nas propriedades dissipativas do meio, uma vez que a força magnética não realiza trabalho. Porém, interessantes efeitos ocorrem nas propriedades reativas dos materiais: a variação aproximadamente linear do índice de refração com a intensidade da radiação, além da dependência com a freqüência; aparecimento de uma zona secundária de dispersão anômala em torno de ½ da freqüência de ressonância e de uma intensificação no pico do índice de refração na região de dispersão anômala primária.

CONCLUSÃO:

O termo magnético na força de Lorentz pode levar a efeitos observáveis nas propriedades reativas/dissipativas de meios homogêneos e lineares. Embora a observação desses efeitos na região de ressonância possa ser experimentalmente frustrada devido à forte absorção de energia, na zona de dispersão anômala secundária a detecção talvez seja mais simples, pois a absorção de energia nessa região pode ser negligenciada. Assim, ela serve como uma assinatura da dependência do índice de refração com a intensidade como resultado da interação dos osciladores com o campo magnético da radiação. 

Instituição de Fomento: Concelho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Palavras-chave: Lorentz, Oscilador, Índice de refração.