工程光學講稿(電磁)(編輯修改稿)
2025-02-06 00:41 本頁面
【文章內容簡介】 —— 復振幅，表示光波在空間的分布，在只關心場振動的空間分布（干涉、衍射）時常用。（四）平面電磁波的性質： 橫波特性：電矢量和磁矢量的方向均垂直波的傳播方向。 E、 B、 k互成右手螺旋系。 E和 B同相位。三 、球面波和柱面波： 球面波：任意時刻波振面為球面的光波波動方程 k柱面波是具有無限長圓柱形波面的波。四、光波的輻射和輻射能光波在傳播過程中，伴隨著能量的傳播，以 s表示電磁波的能流密度矢量，它與 E、 H有如下關系：發(fā)散的球面波：會聚的球面波：對于人眼或探測系統(tǒng)都無法接收到 S的瞬時值，只能接收一個周期的平均值在物理學中，輻射強度的平均值 S稱為光強以 I表示所以光強 I與平面波幅值 A的平方成正比，對于同一介質中，兩場點的相對光強，可用 I=A2第二節(jié) 光波的疊加 一、波的疊加原理：幾個波在相遇點產生的合振動是各個在該點產生振動的矢量和。 需要注意：，而不是光強的和。 ：兩光波相遇后又分開，每個光波仍然保持原有的特性（頻率、波長、振動方向、傳播方向等） 一個實際的光場是許多個簡諧波疊加的結果。二、兩個同頻率、振動方向相同的單色光波的疊加（一）代數加法 設光源 s1， s2發(fā)出的單色光波在空間任意點 p相遇，則： E1=a1cos(kr1ωt) E2=a2cos(kr2ωt) 式中 a1,a2分別是兩束光波在 p點的振幅。令 α 1=kr1,α 2=kr2，則根據疊加原理， p點的合振幅為： E = E1+E2 = a1cos(α1－ ωt）＋ a2cos(α2－ ωt）由三角函數公式可得： E=Acos(α ωt)式中 s1s2pr1r2（二）振幅矢量加法α1αα2Aa1a2o設兩個矢量在 ox的投影的運動為簡諧振動x合振動方程為：合振動的幅值合初相角為：E1E2E(三）、復函數的疊加：設有兩個振動方向相同，頻率相同的復函數的簡諧振動方程為： E1=a1expi(ωt+α1）E2=a2expi(ωt+α2）由疊加原理可知： E=E1+E2= a1expi(ωt+α1） +a2expi(ωt+α2）=expiωt( a1expiα1+a2expiα2) 令 a1expiα1+a2expiα2＝ Aexpiα E= expiωtAexpiα=Aexpi(ωt+α) 復數 E與其共軛的復數 E*可表示為： E=Aexpi(ωt+α) E*=Aexp[i(ωt+α)] 由復數性質： A2=EE*=Aexpi(ωt+α) Aexp[i(ωt+α)] = expiωt Aexpiα Aexp(iα) exp(iωt) =(a1expiα1+a2expiα2 )(a1exp(iα1)+a2exp(iα2))=a12+a22+a1a2
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