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⎪∇ ⨯ E = -μ ∂t ⎪⎪∇ ⨯ H = J + ε ∂E ⎪∇ ⋅ E = J + ε ∂ ⎪ = -μ ⎝ ⎭ = -μ∇ (∇ ⋅ E ) = ∇ ⎪由 ∇ ⨯ ∇ ⨯ E = ∇ (∇⋅ E ) - ∇ E 可得：∂t⎛ ∂H ⎫= ∇ ⨯ J + ε ⎝ ⎭ = ∇ ⨯ J - εμ由 ∇ ⨯ ∇ ⨯ H = ∇ (∇⋅ H ) - ∇ H 可得：物理光学习题解答说明：本资料是 2010～2011 学年度第一学期光电学院中法 0801～0803 班的物理光学作业题， 配套书籍为竺子民主编、华中科技大学出版社 2009 年出版的《物理光学》。
助教刘昊在任课 老师王英的指导下从同学们的作业中选取优秀的解法，综合整理成为习题解答，因此这也是 各位同学的功劳。
本解答对于大部分的题目只做方向上的引导，列出公式，而略过具体计算。
如果同学们有任何疑问或发现解答错误，请发邮件至jy02760419@ （刘昊），在 此先行感谢。
1.2 写出存在电荷 ρ 和电流密度 J 的介质中的E 和 H 的波动方程。
解：麦克斯韦方程组可写为⎧ ∂H⎪⎨ ∂t ⎪ ρ ⎪⎪⎩∇ ⋅ H = 0根据上述麦克斯韦方程组，有∇ ⨯ ∇ ⨯ E = -μ∂ (∇ ⨯ H )∂t⎛ ρ ⎫⎝ ε ⎭2∇ 2 E - μ ∂J ∂t - εμ ∂2 E 2=∇ρε 根据麦克斯韦方程组有∇⨯∇⨯ H = ∇⨯ J + ε ∂ (∇ ⨯ E ) ∂t∂ -μ ⎪∂ ∂t∂ 2 H ∂t 22∇ 2 H + ∇ ⨯ J - εμ∂ 2 H∂t 2= 0∇ E - μ - εμ 2J 2E ⎪⎪ ∂∂⎪∇ 2 H + ∇ ⨯ J - εμ ∂ H = 0 ⎩ˆ ⎡ ⎛ （2）同时随时间和空间变化的场，如 E (t , z ) = xE 0 sin ⎢ω t - c ⎭⎥⎦ 证：（1）无源空间中，若场满足麦克斯韦方程组，则满足波动方程 ∇ E - εμ 随时间变化的场无空间变量， ∇ E = 0 。
物理光学小组作业课题：衍射及透镜焦点附近光场班级：成员：1. 衍射效应：（1） 概念：衍射（diffraction ），是指波遇到障碍物时偏离原来直线传播的物理现象。
光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，光会偏离直线传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布，这种光束偏离几何光学预计的直线传播的现象即称为衍射现象。
衍射三个要素：光源、衍射物体、观察屏（2） 现象：图 1.衍射模型简图（3） 特点：图 2.衍射现象图示①光束在衍射屏上的某一方位受到限制，则远处屏幕上的衍射强度就沿该方向扩展开来。
②若光孔线度越小，光束受限制得越厉害，则衍射范围越加弥漫。
理论上表明光孔横向线度ρ与衍射发散角Δθ之间存在反比关系：ρΔθ≈λ当光孔线度远远大于光波长λ时，衍射效应很不明显，近似于直线传播。
当光孔线度逐渐变小，衍射效应逐渐明显，在远处便出现亮暗分布的衍射图样。
当光孔线度小到可以同光波长相比拟时，衍射效应极为明显，衍射范围弥漫整个视场，过渡为散射情形。
（4）衍射类型：通常根据衍射系统中光源、衍射物体、观察屏三者相互距离的大小，将衍射现象分为两类，一类称为菲涅尔衍射，另一类称为夫琅禾费衍射。
a)菲涅尔衍射所谓菲涅耳衍射，就是当光源到衍射屏的距离或接收屏到衍射屏的距离不是无限大时，或两者都不是无限大时所发生的衍射现象。
可见在菲涅耳衍射中，入射光或衍射光不是平行光，或两者都不是平行光。
b)夫琅禾费衍射所谓夫琅禾费衍射，就是当光源到衍射屏的距离和接收屏到衍射屏的距离都是无限大时，所发生的衍射现象。
可见在夫琅禾费衍射中入射光和衍射到接收屏上任意一点的光都是平行光（实验中常用透镜达到此要求）。
2.设计实验：（1）观察透镜焦点的光强分布：a)实验原理：实验装置图如下图 3 所示，利用 CCD 来探测透镜焦点处的光强分布情况。
激光源发出一束平行光，其中，在透镜前加入孔阑限制光束的直径，限制光束直径，从而更容易观测到爱里斑。
