Optical Theorem

Definition / 定义

光学定理：散射理论中的一个基本关系式，指出总截面（total cross section）与前向散射振幅（forward scattering amplitude，散射角为 0）虚部直接相关。它常用于量子力学、波动光学与电磁散射中，用来把“可观测的总散射强度”与“前向方向的散射信息”联系起来。

Pronunciation / 发音

/ˈɑːptɪkəl ˈθiːərəm/

Examples / 例句

The optical theorem links the total cross section to forward scattering.
光学定理把总截面与前向散射联系起来。

In quantum scattering, the optical theorem provides a consistency check between the imaginary part of the forward amplitude and the measured total cross section.
在量子散射中，光学定理为“前向振幅的虚部”与“实验测得的总截面”之间提供了一种一致性检验。

Etymology / 词源

optical 来自 “optic/optics（光学的）”，源头可追溯到希腊语 optikos（与看、视觉相关）；theorem 来自希腊语 theōrēma，意为“可被证明的命题”。“Optical theorem（光学定理）”这个名称虽含“光学”，但它在更广泛的波与散射框架中成立（例如量子散射、声波散射等），并不限于可见光。

Related Words / 相关词

• Scattering
• Cross Section
• Amplitude
• Forward Scattering
• S-Matrix
• Unitarity
• Phase Shift
• Born Approximation

Literary Works / 文学与著作例证

• Quantum Theory of Scattering（John R. Taylor）：散射理论教材中系统讨论光学定理与截面、散射振幅的关系。
• Modern Quantum Mechanics（J. J. Sakurai & Jim Napolitano）：在散射与 S 矩阵相关内容中常提到与光学定理相关的幺正性约束。
• Quantum Mechanics（Eugen Merzbacher）：经典量子力学教材，散射章节会涉及光学定理及其物理意义。
• Classical Electrodynamics（J. D. Jackson）：在电磁波散射/辐射的相关讨论中，常与能量守恒和散射振幅关系并列出现。