光通量与光强 ·光波传输能量 。 光通量：单位时间内通过某一截面的能量， 或通过某一截面的光功率；也称能流 光强：单位面积上光通量的平均值；就是 平均能流密度 电磁场的能量密度w=2(E·D+H·B) 1 B=±一kXE w=万（ε0E2+)=6B3 1
光通量与光强 • 光波传输能量 • 光通量：单位时间内通过某一截面的能量， 或通过某一截面的光功率；也称能流 • 光强：单位面积上光通量的平均值；就是 平均能流密度 电磁场的能量密度 𝑤 = 1 2 (𝐄 ⋅ 𝐃 + 𝐇 ⋅ 𝐁) 𝑤 = 1 2 (𝜀0𝐸 2 + 𝐵 2 𝜇0 ) = 𝜀0𝐸 2 𝐁 = ± 1 𝜔 𝐤 × 𝐄
光强与能流密度 ·电磁场的能量密度是瞬变的，变化的周期就是 电磁场的周期。能流也是瞬变的。 ·对于光而言，其周期为1014s,远小于人的反 应时间、甚至电子仪器的响应时间 ·因而感受到的总是在一定时间内的平均值 ·光强是平均能流密度，即坡印廷矢量的平均值 能流密度S=wv= k=ExH WC 光强 1= 3[sdt=<S1> T
光强与能流密度 • 电磁场的能量密度是瞬变的，变化的周期就是 电磁场的周期。能流也是瞬变的。 • 对于光而言，其周期为10-14s，远小于人的反 应时间、甚至电子仪器的响应时间 • 因而感受到的总是在一定时间内的平均值 • 光强是平均能流密度，即坡印廷矢量的平均值 𝐒 = 𝑤𝐯 = 𝑤𝑐 𝑛𝑘 𝐤 = 𝐄 × 𝐇 𝐼 = 1 𝜏 න 0 𝜏 |𝐒|d𝑡 =< |𝐒| > 能流密度 光强
光强的表达式 IS=IE×H= ,01EI2=YE-o1E2= 一E2 ur uruo cur 1= curuo t Jo dt 如光波做简谐振动， E=Eo cos(ωt-k·x+中o) E,为简谐振动的振幅 :- Jo 光强即为 九昭xnE6 1=1SD=2c469 在同一种均匀介质中，通常以相对值表示光强1=哈
𝐒 = 𝐄 × 𝐇 = 𝜀𝑟𝜀0 𝜇𝑟𝜇0 |𝐄| 2 = 𝜀𝑟𝜇𝑟𝜀0𝜇0 𝜇𝑟𝜇0 𝐄 2 = 𝑛 𝑐𝜇𝑟𝜇0 𝐄 2 如光波做简谐振动， E0为简谐振动的振幅 𝐼 = |𝐒| = 𝑛 2𝑐𝜇0 𝐸0 2 ∝ 𝑛𝐸0 光强即为 2 𝐼 = 𝐸0 2 在同一种均匀介质中，通常以相对值表示光强 光强的表达式 𝐼 = 𝑛 𝑐𝜇𝑟𝜇0 1 𝜏 න 0 𝜏 𝐄 2d𝑡 = 𝑛 𝑐𝜇0 1 𝑇 න 0 𝑇 𝐄 2d𝑡 𝐄 = 𝐄0 cos(𝜔𝑡 − 𝐤 ⋅ 𝐱 + 𝜙0 ) න 0 𝑇 |𝐄| 2d𝑡 = 𝑇𝐸0 2 2
光的传播 E(r,t)=E(r+△r,t+△t) ·光的传播，是振动的传播，就是将光波场 中物理量（电场强度、磁场强度）从空间 的一点传播到另一点
光的传播 • 光的传播，是振动的传播，就是将光波场 中物理量（电场强度、磁场强度）从空间 的一点传播到另一点 𝐄(𝐫,𝑡) = 𝐄(𝐫 + Δ𝐫,𝑡 + Δ𝑡)
E(r,t)=Eo(P)cos[kz-ωt+φo] ·波场的量值由相位决定 。 物理量的传播其实就是相位的传播，在传 播的过程中，相位保持不变。 Er+△r,t+△t)=E(r,t) k(z+△z)-ω(t+△t)+中0=kz-ωt+φo △z dzω k△z-ω△t=0 At=dt=k V= 31 光波相位传播的速度，相速度
• 波场的量值由相位决定 • 物理量的传播其实就是相位的传播，在传 播的过程中，相位保持不变。 𝐄(𝐫,𝑡) = 𝐄0 (𝑃) cos[ 𝑘𝑧 − 𝜔𝑡 + 𝜙0 ] 𝐄(𝐫 + Δ𝐫,𝑡 + Δ𝑡) = 𝐄(𝐫,𝑡) 𝑘(𝑧 + Δ𝑧) − 𝜔(𝑡 + Δ𝑡) + 𝜙0 = 𝑘𝑧 − 𝜔𝑡 + 𝜙0 𝑘Δ𝑧 − 𝜔Δ𝑡 = 0 Δ𝑧 Δ𝑡 = d𝑧 d𝑡 = 𝜔 𝑘 v = 𝜔 𝑘 光波相位传播的速度，相速度