《物理光学》第4章-多光束干涉与光学薄膜
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⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=∂∂-∇=∂∂-∇010*********t H H t E E υυ物理光学第一章 光的电磁理论 1.1光的电磁波性质1.麦克斯韦方程组2.物质方程3.电磁场的波动性波动方程:4.电磁波光的来历:由于电磁波传播速度与实验中测定的光速的数值非常接近,麦克斯韦以此为重要依据,语言光是一种电磁波。
麦克斯韦关系式:(注:对于一般介质,εr 或n 都是频率的函数, 具体的函数关系取决于介质的结构,色散) (注:相对介电常数通常为复数 会吸收光)折射率:可见光范围:可见光(760 nm~380 nm)每种波长对应颜色:红 色 760 nm~650 nm 绿 色 570 nm~490 nm 紫 色 430 nm~380 nm 橙 色 650 nm~590 nm 青 色 490 nm~460 nm 黄 色 590 nm~570 nm 蓝 色 460 nm~430 nms d l d E A t BCρρρρ⋅-=⋅⎰⎰⎰∂∂⎰⎰⎰⎰⎰=⋅V A dv s d D ρρρ0=⋅⎰⎰A s d B ρϖs d J l d H A t DCρρρρρ⋅+=⋅⎰⎰⎰∂∂)(tB E ∂∂-=⨯∇ρρρ=⋅∇D ρ0=⋅∇B ρtD J H ∂∂+=⨯∇ρρρs m c /1092997.21800⨯==εμr n ε=r r cn εμυ==1.2平面电磁波1.2.1波动方程的平面波解波面:波传播时,任何时刻振动位相总是相同的点所构成的面。
平面波:波面形状为平面的光波称为平面波。
球面波:波面为球面的波被称为球面波。
1.2.2平面简谐波 (1)空间参量空间周期: 空间频率: 空间角频率(波数):(2)时间参量时间周期: 时间频率: 时间角频率:(3)时间参量与空间参量关系1.2.3 一般坐标系下的波函数(三维情形)1.2.4 简谐波的复指数表示与复振幅一维简谐波波函数表示为复指数取实部的形式:不引起误解的情况下:复振幅:1.6 光在两介质分界面上的反射和折射1.6.1 反射定律和折射定律入射波、反射波和折射波的频率相同 反射定律:反射角等于入射角 折射定律:λfλ1=f kλππ/22±=±=f k T υλ=T νT 1=νωT ππνω22==υω=k []{}00(,)cos()Re exp ()E z t A kz t A i kz t ωφωφ=-+=-+r rr 0(,)exp[()]E z t A i kz t ωφ=-+r r 0()exp[()]E z A i kz φ=+r r tt i i r r i i n n n n θθθθsin sin sin sin ==1.6.2 菲涅尔公式s 分量和p 分量:通常把垂直于入射面振动的分量叫做s 分量, 把平行于入射面振动的分量称做p 分量。