Investigación

Quasi–static electromagnetic fields created by an electric dipole in the vicinity of a dielectric sphere: method of images

Jorge R. Zurita–Sánchez

Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Apartado Postal 51, Puebla, Pue. 72000, México.

Recibido el 1 de junio de 2009
Aceptado el 15 de octubre de 2009

Abstract

We present a quasi–static description of the electromagnetic fields created by an oscillating electric dipole in the vicinity of a dielectric sphere. In this description: the fields are generated by image sources, a simple physical picture of the electromagnetic response of the dipole nearby a dielectric sphere is obtained, and the nearfields are calculated from the Green tensor of a bulk medium. This quasi–static description can be applied to study radiative properties of emitters (molecules, atoms, etc.) placed in the vicinity of a dielectric spherical nanoparticle.

Keywords: Electric dipole radiation; dielectric sphere.

Resumen

Se presenta una descripción cuasi–estática de los campos electromagnéticos creados por un dipolo eléctrico que oscila en la cercanía de una esfera dieléctrica. En esta descripción, los campos son generados por fuentes imagen, se obtiene una representación física simple de la respuesta electromagnética del dipolo cercano a la esfera dieléctrica y los campos cercanos se obtienen a partir del tensor de Green para un medio ilimitado. Esta descripción cuasi–estática puede ser aplicada en el estudio de las propiedades radiativas de emisores (moléculas, átomos, etc.) localizados en la cercanía de una nanopartícula esférica.

Descriptores: Radiación de un dipolo eléctrico; esfera dieléctrica.

PACS:03.50.De;41.20.–q

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Appendix

References

1. H. Chew, J. Chem. Phys. 87 (1987) 1355.        [ Links ]

2. I.V. Lindell, Am. J. Phys. 61 (1993) 39.        [ Links ]

3. E. Betzig and R.J. Chichester, Science 262 (1993) 1422.        [ Links ]

4. E.J. Sánchez, L. Novotny, and X.S. Xie, Phys. Rev. Lett. 82 (1999) 4014.        [ Links ]

5. J. Gersten and A. Nitzan, J. Chem. Phys. 75 (1981) 1139.        [ Links ]

6. R. Ruppin, J. Chem. Phys. 76 (1982) 1681.        [ Links ]

7. P. Anger P. Bharadwaj and L. Novotny, Phys. Rev. Lett. 96 (2006) 113002.        [ Links ]

8. F. Cannone, G. Chirico, A.R. Bizzarri, and S. Cannistraro, J. Phys. Chem. B 110 (2006) 16491.        [ Links ]

9. S. Kühn, U. Hákanson, L. Rogobete, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 97 (2006) 017402.        [ Links ]

10. G.W. Ford and W.H. Weber, Phys. Rep. 113 (1984) 195.        [ Links ]

11. G.B. Arfken and H.J. Weber, Mathematical Methods for Physicists, ed. 5th (Academic Press, San Diego, 2001).        [ Links ]

12. J.A. Stratton, Electromagnetic Theory (McGraw–Hill, New York, 1941).        [ Links ]