第六章光的电磁理论.pptVIP

3.对叠加结果的分析：（主要对象为合成的光强）P点的合振动是一个简谐振动，振动频率和振动方向与两个单色光波相同合成的光强λ为真空中波长第29页，共41页，星期日，2025年，2月5日第1页，共41页，星期日，2025年，2月5日一、物理光学的发展光的干涉、衍射、偏振以及运动物体的光学现象确证了光是电磁波热辐射、光电效应、光压以及光的化学作用证明了光的量子性——微粒性。爱因斯坦研究辐射时指出，在一定条件下，如果能使受激辐射继续去激发其他粒子，造成连锁反应，雪崩似地获得放大效果，最后就可得到单色性极强的辐射，即激光。光具有波粒二象性，一切的微观粒子都有波粒二象性第2页，共41页，星期日，2025年，2月5日二、物理光学的研究内容物理光学：研究光的基本属性，传播规律和光与物质之间的相互作用。波动光学:从光的波动性出发研究光在传播过程中所发生的现象的学科，可比较方便的研究光的干涉、光的衍射、光的偏振，以及光在各向异性的媒质中传播时所表现出的现象。量子光学:从光子的性质出发,研究光与物质相互作用的学科。物理光学分为波动光学量子光学第3页，共41页，星期日，2025年，2月5日三、物理光学的应用1、军事和国防2、精密测量3、通讯4、医疗5、信息处理由此派生出很多交叉学科，如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。6、天文第4页，共41页，星期日，2025年，2月5日第六章光的电磁理论基础1.光的电磁性质2.光的折射和反射3.光波的叠加第5页，共41页，星期日，2025年，2月5日麦克斯韦方程组的积分形式（交变场）高斯定理：法拉第定理：（涡旋定理）后两个公式反映了磁场和电场之间的相互作用。变化的磁场产生涡旋电场变化的电场产生涡旋磁场位移电流－电场的变化传导电流－电荷的流动D：电感强度B：磁感强度E：电场强度H：磁场强度：磁通量6.1光的电磁性质第6页，共41页，星期日，2025年，2月5日麦克斯韦方程揭示了电场、磁场的性质及电、磁场之间的联系。方程①：电场的高斯定律：电场可以是有源场；电力线必须从正电荷出发终止于负电荷。方程②：磁通连续定律：磁场是无源场；通过闭合面的磁通量等于零，磁力线是闭合的。方程③：法拉第电磁感应定律：变化磁场产生感应电场（涡旋场），其电力线是闭合的。方程④：安培全电流定律：传导电流和位移电流都对磁场的产生有贡献。总结：第7页，共41页，星期日，2025年，2月5日二、物质方程（描述物质在场作用下特性的方程）欧姆定律：电导率介电常数磁导率电磁场所在物质的性质基本物理量麦克斯韦方程组物质方程描述时变场情况下电磁场普遍规律第8页，共41页，星期日，2025年，2月5日2.电磁波电磁波谱短高无线电电视微波红外紫外X射线g射线1043′10-41081012101610203′1003′10-43′10-83′10-12频率(Hz)波长(m)第9页，共41页，星期日，2025年，2月5日1.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。等相面或波面某一时刻相位为常数的位置的轨迹波矢量k平面波的等相面是平面等相面法线方向，波能量的传播方向（各向同性介质），大小—波数等于四、平面电磁波及其性质平面电磁波:与传播方向正交的平面上各点电场或磁场具有相同值的波第10页，共41页，星期日，2025年，2月5日固定某一时刻?，看波在空间的分布：固定空间某点?，随时间周期振动：传播速度波长时间频率第11页，共41页，星期日，2025年，2月5日波动公式又可以表示为：平面电磁波是具有单一频率、在时间和空间上无限延伸的波。第12页，共41页，星期日，2025年，2月5日沿空间任一方向k传播的平面波方程关心光波在空间的分布。四、平面电磁波及其性质平面波的复数形式：1.平面电磁波方程第13页，共41页，星期日，2025年，2月5日2.平面电磁波的性质横波特性：电矢量和磁矢量的方向均垂直波的传播方向。E、B、k互成右手螺旋系。E和B同相位第14页，共41页，星期日，2025年，2月5日五、球面波和柱面波1、球面波球面波的等相面是r＝常量的球面2、柱面波柱面波的等相面是r＝常量的柱面第15页，