[工學(xué)]中科大張斗國(guó)老師乙型光學(xué)第一章光的波動(dòng)模型(已修改)
2025-10-25 23:43 本頁(yè)面
【正文】 第一章 光的波動(dòng)模型 定態(tài)光波及其數(shù)學(xué)描述 平面波和球面波 波的復(fù)振幅表達(dá)式 光程與相位 傍軸條件與遠(yuǎn)場(chǎng)條件 楊氏干涉實(shí)驗(yàn) 光線模型無(wú)法解釋新的光學(xué)現(xiàn)象，勢(shì)必要求提出新的物理模型來(lái)描述光的行為。 泊松亮斑 波動(dòng)光學(xué)的建立 ? 1678年， Huygens提出光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)。 ? 1801年， T． Young在光通過(guò)雙孔的實(shí)驗(yàn)中，首次觀察到了光的干涉現(xiàn)象。 ? 1808年， Malus觀察到了光的偏振現(xiàn)象，說(shuō)明光是橫波。 ? 1815年， A. Fresnel用波動(dòng)理論導(dǎo)出了光的圓孔、圓屏衍射公式，并被 D. Arago以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 ? 1865年， Maxwell提出電磁波理論，斷言光是電磁波。 ? 1887年， Hertz(18571894)證實(shí)光是電磁波。 光的電磁波模型 ( 魯?shù)婪?赫茲 ) 14101310121011101010910810710610510410310210101110?210?310?410?510?31041051061071081091022101010111012101310141015101610171018101910202121101110?1010?910?810?710?610?710510?410?310?210?110?110210310410510610可見光 無(wú)線電波 紅外光 紫外光 x射線 γ 射線 短波 長(zhǎng)波 電視、調(diào)頻波 (nm)? (Hz)? (MeV)E標(biāo)準(zhǔn)廣播 1A1μm1mm1m1km波長(zhǎng) 頻率 光子能量 光波場(chǎng) ? 光是交變電磁波 ? 波長(zhǎng) ~500nm，頻率 ~1014Hz ? 從傳播的角度看，是波動(dòng)，是振動(dòng)的傳播 ? 用速度、方向、振幅等參數(shù)描述 ? 從物理量分布的角度看，是空間場(chǎng) ? 時(shí)間、空間是描述波的重要參量 簡(jiǎn)諧波的數(shù)學(xué)描述 ? 最簡(jiǎn)單的是簡(jiǎn)諧波 ， 其振動(dòng)可以用三角函數(shù)表示 ， 在一維情況下 ， 為 x0( , ) ( ) c o s[ 2 ( ) ]vxU P t A P t? ? ?? ? ?表示沿 x方向傳播的余弦波 ]c o s [)(),( 0?? ??? kxtPAtPU]c o s [)(),( 0?? ??? tkxPAtPU2? ???振動(dòng)取決于相位，所以振動(dòng)的傳播就是 相位的傳播。
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