《光学基础简介》 第三讲 波动光学基础

光学基础和测量技术 第二部分光学的波动理论

1 光学基础和测量技术 第二部分 光学的波动理论

波动光学建立在 Maxwel讠程组的基础上 研究光的电磁波本性,包括光的反射、折射 干涉、衍射以及偏振规律

2 波动光学建立在Maxwell方程组的基础上， 研究光的电磁波本性，包括光的反射、折射、 干涉、衍射以及偏振规律

Maxwe方程组 光的电磁场理论建立在 Maxwe方程组和物质方程基础上: aB V×E at J=σE aD V×H=J D=CE t V…D=p B=uH V·B=0

3 光的电磁场理论建立在Maxwell方程组和物质方程基础上： Maxwell方程组 0 t t         = −     =        = + =    =   =     = B E J E D Η J D E B Η D B

波动方程 对于非吸收性的、各向同性的、均匀介质:J=0,p=0 V×E J=σE V×H D=aE B=uh V×(V×E V×H V·D=0 V·B=0 BE V×(V×E)=-E Vx(VX)=V(VE)-V2E=HESE VE-UEOE 0 VH-HeOb=o t

4 对于非吸收性的、各向同性的、均匀介质： 波动方程 0 0 t t        = −     =        = =    =   =    = B E J E D Η D E B Η D B J = = 0, 0  ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 2 0 0 t t t t t           = −         = −       =    −  = −     − =  − =   E Η E E E E E E H E H

单色谐波的波动方程 E(r,t=E(r).exp(-iar) 对于单色谐波:田()=H()ey(-m) VE+kE=0 V×H=-kE 可得波动方程:H+kH=0E=H 其中波矢量定义:k=10|E+ lO k,=iou k ==,k2

5 对于单色谐波： 单色谐波的波动方程 可得波动方程： ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) , exp , exp t i t t i t    =  −   =  −  E r E r H r H r 2 2 2 2 0 0 k k  + =    + = E E H H 其中波矢量定义： 1 2 2 1 2 i k i k i k k k        = +     = = − 1 2 k k  = −    = H E E H