[工程光学][A].pptVIP

或者 在计算能量和能流时，要采用实数场强表示 在考虑时间平均值时，平面电磁波的能量密度和能流密度为 二、 不同介质表面的边界条件 Medium 1 Medium 2 b t2 t1 （表面电流密度） 三、 反射定理和折射定理 反射波 入射波 透射波 由右图可知 P波电场部分由x和z分量组成, 但S波只有y分量. 或者说S波电场部分垂直于入射面, P波平行于入射面. 在边界上 因为x可取任何值, 所以 又波矢的大小 所以 k=k’ 还有 因为?=?”, 我们得到斯涅尔法则 折射定律 反射定律 i)当z=0时 四、 反射和透射场强 菲涅耳公式 对于磁场, 因为 所以 边界条件 变为 ii) 这个边界条件没有给出新的信息. iii) 在z=0 这里假定不同介质的磁导率一样 * 几何光学 下篇 物理光学 几何光学：不涉及光的物理本性； 几何光学：依据基本实验定律＋几何定理 — 处理光的传播问题，说 明光通过介质时的现象。 基本物理量：波面、光线（点、线、面） 几何光学的困难； 几何光学是物理光学在波长趋于零时的一种近似； 物理光学 物理光学 物理光学：研究光的物理本性、传播规律的学科。 　◆波动光学：把光这种物质看成是电磁波。 以波动观点讨论光学问题； 采用波长、相位等波动概念描述； 　◆量子光学：把光这种物质看成是能量子，即光子。 以量子观点讨论光学问题； 　◆光的波粒二象性： 波动性——光的传播、干涉、衍射、偏振等现象； 粒子性——热辐射、光电效应； Maxwell 光是一种电磁波 Hertz 光波就是电磁波 光的电磁理论 第十一章 光的电磁理论基础 经典光学 现代光学 重要 理论基础 本章叙述光的电磁性质；光在均匀媒质中传播的基本规律；光波的叠加和复杂波分析的基本处理。 第十一章 光的电磁理论基础 图1 光在电磁波中的位置 光的传播是一种电磁现象，是电磁振动在空间的传播。 光的电磁理论： 以波动观点讨论 光学问题； 采用波长、相位等 波动概念描述； 第一节 光的电磁性质 积分形式 高斯定理： 涡旋定理： 法拉第定理： 后面两个公式反映了磁场和电场之间的相互作用。 Maxwell方程组 微分形式： （9－1） （9－2） （9－3） （9－4） 揭示了电流、电场、磁场相互激励的性质。 第一节 光的电磁性质 Maxwell方程组 微分形式： 第一节 光的电磁性质 Maxwell方程组 第一节 光的电磁性质 物质方程：描写物质在场作用下特性的关系式。 Maxwell 方程组 物质方程 描述时变场情况下电磁场的普遍规律。 点积为零，叉积与时间偏导成正比 (9-13) (9-14) 第一节 光的电磁性质 电磁场的波动性：电磁场以波的形式在空间传播。 第一节 光的电磁性质 交变的电场和磁场产生电磁波，光波就是电磁波。 －－确立光的电磁理论。 第一节 光的电磁性质 平面电磁波:电场或磁场在与传播方向正交的平面上各点具有相同值的波。 （一）波动方程的平面波解 第一节 光的电磁性质 （一）波动方程的平面波解 －－行波的表示式。 源点的振动经过一定的时间推迟才传播到场点。 电磁场是逐点传播的。 取正向传播： 第一节 光的电磁性质 （二）平面简谐电磁波的波动公式 相位是时间和空间坐标的函数，表示平面波在不同时刻空间各点的振动状态。 第一节 光的电磁性质 （二）平面简谐电磁波的波动公式 波动公式： （9－25） （9－26） 公式描述的波是一个具有单一频率、在时间和空间上无限延伸的波。 第一节 光的电磁性质 （二）平面简谐电磁波的波动公式 沿空间任一方向 传播的平面波的波动公式： 复振幅：只关心光波在空间的分布。 第一节 光的电磁性质 （三）平面电磁波的性质 1、横波特性：电矢量和磁矢量的方向均垂直于波的传播 方向。 2、E、B、k互成右手螺旋系。 3、E和B同相位 第一节 光的电磁性质 三、球面波（点光源）和柱面波（线光源） 1、球面波 2、柱面波 第一节 光的电磁性质 1 电磁场波动方程 2 时谐电磁波 平面电磁波 3 电磁波的能量和能流 4 反射和折射定律 振幅公式 5 菲涅耳公式 6 全反射 第二节 表