光波的基本性质总结
第一章 光波的基本性质
二 时谐均匀平面波
光波是电磁振动在空间的传播。某一时刻，振动状态（相位、振动方向、振动位置）相 同的点所组成的面叫作波面。 波面形状为平面的光波称为平面波， 波面上的场矢量都相等的
4
平面波称为均匀平面波。 如果均匀平面波的空间各点的电磁振动都是以同一频率随时间作正弦或余弦变化(简谐 振动)，这样的光波就叫作时谐均匀平面波，简称时谐平面波。 波动方程最简单又最重要的解是时谐平面波解。 我们将看到， 虽然实际光源所发出的光 波或光波在传播过程中的情形很复杂，但根据傅里叶分解的数学方法，总可以把一般的、复 杂的波看成由许多不同频率的时谐平面波叠加而成。 因此， 时谐均匀平面波是研究光波的基 础，了解时谐平面波的表达式及其特征是很重要的。
利用矢量恒等式
( E ) ( E ) 2 E 2 式中， 称为拉普拉斯(Laplace)算符，在直角坐标系中的表达为 2 2 2 2 x2 y2 z2
并考虑到（1.2.1）式中的第一式，可得
2E E 2 0 t
第1章
光波的基ຫໍສະໝຸດ Baidu性质
19 世纪 70 年代，麦克斯韦(Maxwell)在总结电磁学中安培 (Ampere)定理、高斯 (Gauss) 定理、法拉第(Faraday)电磁感应定理等的基础上，提出了描述电磁现象普遍规律的麦克斯韦 方程组。 麦克斯韦建立的电磁理论， 不仅揭示了电磁现象的内在联系， 同时预言了电磁波(即 电磁扰动在空间的传播)的存在，而且把光学现象和电磁现象联系起来，指出光波是一种电 磁波。麦克斯韦的预言经过多次间接和直接的实验验证后，最终确立了光的电磁理论。 光的电磁理论相当精确地描述了光的传播，或者说完美地描述了光所表现出的波动本 性。本章基于光的电磁理论，介绍光波的基本特性、光在各向同性介质中的传播特性、光在 介质分界面上的反射和折射特性，以及光波的数学描述。
光波的特性(精)
(15)
S
x
t
5. 光电磁场的能流密度 对于一种沿 z 方向传播的平面光波，光场表示式为
E e x E0 cos( t kz ) H hy H 0 cos(t kz )
式中的 ex、hy 是电场、磁场振动方向上的单位矢量, 其能流密度 S 为
S sz E0 H 0 cos2 (t kz )
2. 麦克斯韦电磁方程 麦克斯韦电磁方程的积分形式为：
B C E dl S t dS
S
B dS 0
D dS dV
V
S
D C H dl S (J t ) dS
2. 麦克斯韦电磁方程
1873年前后，麦克斯韦提出的表述电磁场普遍规律的 四个方程（积分形式）其中： （1）描述了电场的性质。在一般情况下，电场可以 是库仑电场也可以是变化磁场激发的感应电场，而感 应电场是涡旋场，它的电位移线是闭合的，对封闭曲 面的通量无贡献。 （2）描述了磁场的性质。磁场可以由传导电流激发， 也可以由变化电场的位移电流所激发，它们的磁场都 是涡旋场，磁感应线都是闭合线，对封闭曲面的通量 无贡献。 （3）描述了变化的磁场激发电场的规律。 （4）描述了变化的电场激发磁场的规律。
4. 波动方程 麦克斯韦方程组描述了电磁现象的变化规律， 指出任何随时间变化的电场，将在周围空间产生变 化的磁场，任何随时间变化的磁场，将在周围空间 产生变化的电场，变化的电场和磁场之间相互联系， 相互激发，并且以一定速度向周围空间传播。 因此，交变电磁场就是在空间以一定速度由近 及远传播的电磁波，应当满足描述这种波传播规律 的波动方程。
物理光学-光的特性(1.1.6)
2m (m 0, 1, 2), Eox Eoy Eo E 2 x E 2 y Eo 2
称为左旋圆偏振光.
1.1 光的特性
1.1.6 光波的横波性、偏振态
2.偏振光波的三种形态
③对于椭圆方程,在一般情况下,有:
Ex Βιβλιοθήκη BaiduE 0x
Ey E 0y
1.1 光的特性
1.1.6 光波的横波性、偏振态
1.平面光波的横波特性
① 平面光波的电场矢量和磁场矢量均垂直于波矢方向 （波面法线方向），平面波是横电磁波；
②各向同性的均匀介质中，平面光波的波矢方向与能流方 向相同；
③电场E与H的数值之比为正实数，E和H同相位。
E H
1.1 光的特性
1.1.6 光波的横波性、偏振态
2.偏振光波的三种形态
2 2
Ex Ex Ey Ey sin y sin x cos y cos x E E E E 0 x 0 y 0 x 0 y
2 2
Ey Ex E y E x 2 cos E E E0 x E0 y 0x 0 y cos2 sin 2 ( y x ) sin 2 sin 2 ( y x ) sin 2 ( y x ) sin 2
chap3光波的基本性质
1
c (00) 2.
真空中的光没有色散，上式既是光在真空中的相速， 又是光在真空中的群速.现代公认的光在真空中速度 最准确的值是：
c(2.9979 2148 0 51.6 1)米 2/秒 .
真空中的光速是物理学中的基本常数之一，它是一 切有质量的物体运动速度极限.
光波由真空进入介质波长变短．若某单色光波在真 空中的波长为 0 ，进入折射率为 n 的透明（没有吸收） 介质中，波长变为 = 0/n ,但频率不变．因此没有颜 色的变化．
1、在各向同性介质中传播时，波线和波阵面垂直。 2、在远离波源的球面波波面上的任何一个小部份， 都可视为平面波。
2-3波的叠加
1、 两个频率相同、振动方向相同的 单色光波的迭加
2、 驻波 3、 不同频率的两个单色光波的叠加
光波 的独立传播定律 当两列光波在空间 相遇，它们的传播互不干扰，好象其他光波 不存在一样，各自携带各自的信息（传播方 向，振动方向，波长，周期等）独立行进.
i( ) 叫做谱密度．
光源发出的总光强为
I()dI i()d..
0
0
热辐射发射的是连续光谱.
dI d
dI
d
1 2
3
一些气体（如金属蒸汽）放电发出的是线光谱.不同的化学 成分到都有自己的特征谱线.每一条谱线只是近似的单色光， 都有一定的宽度 ，越小，单色性越 好.
光的偏振与光的波动性知识点总结
光的偏振与光的波动性知识点总结光是一种电磁波，在传播过程中具有波动性和偏振性。理解光的偏
振和波动性对于研究光学现象和应用具有重要意义。本文将对光的偏
振和波动性的知识点进行总结。
一、光的波动性
光的波动性是指光的传播具有波动性质。光波的特点包括波长、频
率和振幅。
1. 波长：光波的波长指的是两个相邻波峰（或波谷）之间的距离，
通常用λ表示。波长与光的颜色有关，不同波长的光具有不同的颜色。
2. 频率：光波的频率指的是单位时间内波峰（或波谷）的个数，通
常用ν表示。频率与波长之间有关系：频率等于光速除以波长，即
ν=c/λ，其中c为光速。
3. 振幅：光波的振幅表示波的强度或能量大小。振幅越大，波的强
度越大。
二、光的偏振
光的偏振是指光波中的电矢量（电场的方向）仅在一个特定的方向
上振动。光的偏振可以通过偏振片实现。常见的偏振情况包括自然光、线偏振光和圆偏振光。
1. 自然光：自然光是指光波中的电矢量在所有方向上均匀振动，其
光波是由许多不同方向的分量构成的。
2. 线偏振光：线偏振光是指光波中的电矢量只在一个平面上振动，其振动方向可以是任意的。线偏振光可以由偏振片产生，偏振片只允许某个特定方向上的光通过，而将其他方向上的光吸收或透过。
3. 圆偏振光：圆偏振光是指光波中的电矢量在平面内旋转，形成螺旋状振动。圆偏振光可以由波片产生，波片具有调整电矢量旋转方向和速率的功能。
三、光的偏振与光的波动性之间的关系
光的偏振与光的波动性有密切的联系。光的波动性决定了光的传播方式和性质，而光的偏振则涉及光波的方向性和振动方式。
光波的基本性质总结
光波的基本性质总结
一、熟悉下述基本概念：
、熟悉下述基本概念：有关本章的概念都是定义问题，注意理解。
振动，波动，标量波与矢量波，纵波与横波，简谐波，波矢，波函数，
复振幅，光波的位相及初位相，波面（等相面），平面波，球面波.
复振幅光波的位相及初位相波面（等相面）平面波球面波
1.波面——任意时刻振动状态相同的点所组成的面。
平面波、球面波
3.简谐波——波函数是余弦或正弦函数表达的单色波
4.波矢——方向代表波面的法线方向，大小代表单位长度波相
位的变化量
5.复振幅的空间频率——描述光场在垂直传播方向的平面
上复振幅的空间周期性
6.相速度——等相位（振幅）面的传播速度
7.光的各种偏振态线、圆、椭圆、自然
——
三、知识点串讲
•——麦克斯韦方程组和波动微光的电磁理论基础
分方程
•光波的数学描述——光波的波函数
•平面电磁波的性质
•电磁波在媒质界面上的反射和折射
维简波的复指数式复
光波的数学描述
•一维简谐平面波的复指数形式和复振幅([)]
(exp[),(00k t kz j E t z E ϕω+−=exp()exp()](exp[00t z E t j kz j E ωωϕ−=−+=)
p()(j )](exp[)(00ϕ+=kz j E z E
•光波的数学描述
三维简谐平面波
–波面的定义——等位相面–波函数和复振幅
exp[()]
E r t E k r k t νϕ=⋅−+v v v 0000(,)p[exp[()]
x y z j E j k x k y k z k t νϕ=++−+v v v
0000()exp[()]exp[2()]
光的波性质
r
(1.2.2)
若 k 为自由空间中的传播常数 (k 2 / ) 且 为波长，则
在介质中 kmedium nk 且 medium / n。
介质的折射率不需要在各个方向均相同，在非结晶的材料
像是玻璃和液体，材料结构在各个方向都相同，故 n 不随方向
变化；于是折射率为各向同性的。通常晶体具有各向异性的
距离 z，此波的相速度定义为 z / t，因此相速度 (phase
velocity)为v
v dz
(1.1.4)
dt k
如果此波沿着 z 行进且其波向量如式 (1.1.1)中的 k，则相
距为 z 之两点间的相位差可表示为 kz；因为对于每一点而言
，其 t 都是一样的。如果相位差为0或 2 的整数倍时，则此
n2
1
A1 2 2 12
A2 2 2 22
A3 2 2 32
(1.2.5)
1.2折射率
例題1.2.1色迈耶尔方程式与钻石
使用表1.2中钻石的色迈耶尔系数，计算出其在610 nm (红光)的折射
率并与2.415到小数点后三位的实验引用值进行比较。 解：
钻石的色迈耶尔色散关系为
n2
1
0.3306 2 2 175 nm2
1.2折射率
当一个电磁波在介质中行进时，振荡的电场使得介质的分
子在波的频率下极化。由于相对的介电系数 r 是测量介质极化 的难易程度，因此可说明电场与感应偶极之间作用的程度。在
第一章 光波的基本性质
( E ) ( E ) 2 E 2 式中， 称为拉普拉斯(Laplace)算符，在直角坐标系中的表达为 2 2 2 2 x2 y2 z2
并考虑到（1.2.1）式中的第一式，可得
2E E 2 0 t
在无界的均匀透明介质中??为常数?为零在远离辐射源的无源区域?j?为零结合物质方程可将麦克斯韦方程组化简为???????????????????????????????????tetdhthtbehe??????????00121将121第三式两边取旋度并将第四式代入得422tetethtthe?????????????????????????????????????利用矢量恒等式eee???2???????????式中2?称为拉普拉斯laplace算符在直角坐标系中的表达为2222222zyx??????????并考虑到121式中的第一式可得0222?????tee????122令??1?v123则有012222?????teve??124用同样的方法可得012222?????thvh??125上面122和125式为描述电磁波传播的波动方程
和时间变化上的确定关系。 利用矢量分析和场论的一些定理，可以把这些积分形式的方程转换为对应的微分形式： 光波是一种时变电磁场， 时变电磁场的基本方程是麦克斯韦电磁方程组， 其积分形式为
D B 0 B E t D H J t 其中， 为梯度（nabla）算符，在直角坐标系下的表达式为 x0 y0 z0 x y z
光的波动性质
光的波动性质
光是一种电磁波，具有波动性质。本文将对光的波动性质进行探讨，包括光的波长、频率、传播速度以及光的干涉和衍射等相关特性。
一、光的波长和频率
光是一种电磁波，它可以通过波长和频率来描述。波长是指光波的
一个周期所对应的长度，通常用λ表示，单位是米（m）。频率是指光
波在单位时间内通过某一点的次数，通常用ν表示，单位是赫兹（Hz）。
光的波长和频率之间存在着特定的关系，即光的速度等于波长乘以
频率。光在真空中的速度约等于3×10^8米/秒，因此可以得到光的速度等于波长乘以频率的公式：c = νλ。
二、光的传播速度
光在真空中的传播速度是一个常数，约等于3×10^8米/秒，通常用
小写字母c表示。这意味着光的传播速度与波长和频率无关，即无论
光的波长多长，频率多高，光在真空中的传播速度都保持不变。
然而，当光波传播到介质中时，其传播速度会发生改变，这是因为
介质的折射率不同于真空的折射率。由于介质对光的传播产生了阻碍
或减缓作用，使得光在介质中的传播速度较在真空中的传播速度要小。
三、光的干涉和衍射
1. 光的干涉
干涉是指两个或多个光波相遇并叠加形成干涉图案的现象。光的干
涉可以分为两种类型：构造性干涉和破坏性干涉。
构造性干涉是指光波相遇时，波峰与波峰相重叠，波谷与波谷相重叠，从而达到增强波幅的效果。
破坏性干涉是指光波相遇时，波峰与波谷相重叠，波峰与波谷相消，从而使得波幅减弱或彼此抵消。
2. 光的衍射
衍射是指光通过一个边缘或障碍物后发生偏折和扩散的现象。光的
衍射是由于光的波动性质所导致的。
根据衍射的特点，光的波动性可解释为光的传播是朝着范渡尔交线
物理光学 光波的形式和基本性质
• 按题意，将 x y 0
• 带入展开式，得
H y H x Ex ˆ ˆ ˆ ˆ x y x y z z t t H y E y Ex H x ˆ ˆ ˆ ˆ x y x y z z t t H z 0 Hz 0 t Ez 0 Ez 0 t E y
• 球面波复数形式为
exp jt , E A1 exp jkr EE r
柱面波
• 线光源L产生柱面波 • 当考察点离L足够远 （r足够大）时，柱 面波近似为平面波
光线 L r 波面
• 为简化分析，假设柱 面波是标量波 • 柱面波复数表达
E E exp jt , E A1
x k x 6 4 2 0 -2 -4 -6
6 4 z 2
y
0 -2 -4 -6 a)
b)
平面上的复振幅与 平面波的关系
z=0平面上的复振幅相位是的函数
E r ＝A exp( jkx cos ) A exp j ( x)
• 是平面波的传播方向 • 所以， z=0平面上的复振幅可以描述通过这个平 面的平面波。 z=0平面称为参考面 • 推而广之，任意给定平面作为参考面，其上的复 振幅可以描述通过这个平面的平面波
横波性
• 由于无源，电矢量的散度为零
E r 0 A exp( jk r ) A exp( jk r ) exp( jk r ) A jA k r exp( jk r ) j k r E jk E 0
物理光学教程 第一章 光波的基本性质
2.简谐球面波 2.简谐球面波
当波函数为余弦函数形式时,对应的球面波称为简谐球面波,波函数表示 当波函数为余弦函数形式时,对应的球面波称为简谐球面波, 为: E 0
E(r, t)
其复指数表达式为: 其复指数表达式为:
r
cos[k(r vt) +0 ]
E(r, t) =
E0 ex p[ j(kr kvt +0 )] r
§1.2光波的波函数 1.2光波的波函数
1.2.1光波的分类 1.2.1光波的分类 1.2.2一维简谐波 1.2.2一维简谐波 1.2.3三维简谐平面波 1.2.3三维简谐平面波 1.2.4球面波 1.2.4球面波 1.2.5共轭光波 1.2.5共轭光波
§1.4电磁波在两种均匀 1.4电磁波在两种均匀 各向同性透明媒质界 面上的反射和折射
∫
c
E d = ∫∫ l
A
ຫໍສະໝຸດ Baidu
B d s t
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2.微分形式的麦克斯韦方程组 2.微分形式的麦克斯韦方程组
× E = D =
ρ
B t
B = 0 × H = J + D t
式中Δ为哈米尔顿算符,是一个矢量微分算符,它和矢量E 式中Δ为哈米尔顿算符,是一个矢量微分算符,它和矢量E的"标量积"ΔE 标量积" 称为E的散度,空间某点的散度描述了矢量场E 称为E的散度,空间某点的散度描述了矢量场E从该点发散或会聚于该点的性 矢量积" 称为E的旋度,空间某点的旋度描述了矢量E 质.Δ和E的"矢量积"Δ×E称为E的旋度,空间某点的旋度描述了矢量E在 该点附近的旋转性质. 该点附近的旋转性质.
光波的基本性质
第一章 光波的基本性质
第一节 第二节 第三节 第四节 光的电磁理论基础 光波的波函数 平面电磁波的性质 电磁波在两种均匀各向同性透明媒介 界面上的反射和折射
第 一 章 光波的基本性质
第一节 光的电磁理Hale Waihona Puke Baidu基础
一、麦克斯韦方程组和物质方程 相互作用和交变的电场和磁场的总和，称 为电磁场。交变的电磁场按照电磁定律的 传播就形成了电磁波。电磁波用电场强度 E和磁感应强度B、电位移矢量D和磁场强 度H来描述，描述这四个量之间相互关系 的就是麦克斯韦方程组。
= （7.6 4.0）1014 HZ ．
760 630 600 570 500 450 430 400(nm)
第 一 章 光波的基本性质
1．积分形式的麦克斯韦方程组
B E dl ds t c A
D ds dv
A V
(1.1)
(1.2)
B ds 0
D c H dl A J t ds
第 一 章 光波的基本性质
1．麦克斯韦方程组的简化形式
B E t E B t B 0 E 0
(1.11) (1.12)
(1.13) (1.14)
第 一 章 光波的基本性质
光波的描述
光波的描述
光波是一种电磁波，具有特定的频率、波长和能量。以下是光波的一些主要描述：
1.频率：光波的频率是指单位时间内波动的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。频率是光波的一个关键参数，因为它决定了光波的能量和颜色。
2.波长：光波的波长是指两个相邻波峰之间的距离，通常以纳米（nm）为单位表示。波长与频率成反比关系，即波长越长，频率越低；反之亦然。
3.能量：光波的能量是由其频率和振幅决定的。高频率的光波具有更高的能量，而低频率的光波能量较低。
4.方向性：光波具有特定的传播方向，其方向与电场强度和磁感应强度垂直的方向相同。
5.相干性：当两束或多束光波在空间或时间上存在固定的相位差时，它们之间的相互干涉现象称为相干性。
6.偏振：光波的电场强度在传播方向上具有一定的振动方向，这种特性称为偏振。偏振是光波的一个重要特性，它决定了光波在传播过程中的行为。
总之，光波是一种具有特定频率、波长和能量的电磁波，它具有特定的传播方向、相干性和偏振特性。这些特性使得光波在许多领域中具有重要的应用，如通信、照明、成像等。
光波的基本性质总结
光波的基本性质总结
光波的基本性质总结
⼀、熟悉下述基本概念：
、熟悉下述基本概念：有关本章的概念都是定义问题，注意理解。
振动，波动，标量波与⽮量波，纵波与横波，简谐波，波⽮，波函数，复振幅，光波的位相及初位相，波⾯（等相⾯），平⾯波，球⾯波.
复振幅光波的位相及初位相波⾯（等相⾯）平⾯波球⾯波
1.波⾯——任意时刻振动状态相同的点所组成的⾯。
平⾯波、球⾯波
3.简谐波——波函数是余弦或正弦函数表达的单⾊波
4.波⽮——⽅向代表波⾯的法线⽅向，⼤⼩代表单位长度波相
位的变化量
5.复振幅的空间频率——描述光场在垂直传播⽅向的平⾯
上复振幅的空间周期性
6.相速度——等相位（振幅）⾯的传播速度
7.光的各种偏振态线、圆、椭圆、⾃然
——
三、知识点串讲
——麦克斯韦⽅程组和波动微光的电磁理论基础分⽅程
光波的数学描述——光波的波函数
平⾯电磁波的性质
电磁波在媒质界⾯上的反射和折射
维简波的复指数式复
光波的数学描述
⼀维简谐平⾯波的复指数形式和复振幅([)]
(exp[),(00k t kz j E t z E ?ω+?=exp()exp()](exp[00t z E t j kz j E ωω??=?+=) p()(j )]
(exp[)(00?+=kz j E z E
光波的数学描述
三维简谐平⾯波
–波⾯的定义——等位相⾯–波函数和复振幅
exp[()]
E r t E k r k t ν?=??+v v v 0000(,)p[exp[()]
x y z j E j k x k y k z k t ν?=++?+v v v
0000()exp[()]exp[2()]
光波光的特性与光的干涉
光波光的特性与光的干涉
光波（Light Wave）是一种电磁波，在光学领域中拥有许多独特的特性和行为。本文将介绍光波的特性，并详细探讨光的干涉现象。
一、光波的特性
光波作为电磁波，具有以下几个重要的特性：
1. 光波的波长（Wavelength）：波长表示光波的周期性重复单位，通常用λ表示。不同波长的光波对应不同的颜色，例如可见光中，红光的波长约为700纳米，紫光的波长约为400纳米。
2. 光波的频率（Frequency）：频率表示光波的周期数，通常用ν表示。光波的频率与波长之间满足以下关系：速度 = 波长 ×频率，其中速度为光速，约为3×10的8次方米/秒。
3. 光波的振幅（Amplitude）：振幅表示光波能量的大小，也可以理解为光波的亮度。振幅越大，光波越亮。
4. 光波的相位（Phase）：相位表示光波的起伏状态，用来描述光波的位置和变化情况。不同相位的光波可以相互干涉，产生干涉现象。
二、光的干涉现象
光波的干涉是指两个或多个光波相互叠加、相互作用的过程。在特定条件下，干涉会产生明暗相间的条纹，揭示出光的波动性。干涉现象常见的表现形式有两种：
1. 干涉条纹（Interference Fringes）：当两束具有一定相位差的光波相互叠加时，会发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。典型的干涉条纹实验是杨氏双缝实验，通过一个屏幕上的双缝将光波分为两束，在屏幕另一面观察到的干涉条纹。
2. 干涉色（Interference Colors）：当光束经过光学薄膜或由不同介质组成的薄层时，由于反射和折射的作用，会发生干涉现象，形成干涉色。这种现象常见于薄膜干涉、牛顿环等实验中，给我们展示了光波的波动性和微弱变化。
第一章 光波的基本性质
第 一 章 光波的基本性质
3．一维波和三维波
• 光波在三维空间传播时，考察点位置坐标 在三维空间取值时，对应的光波称为三维 波。 • 当光波沿一维方向传播时，考察点的空间 位置只要在一维方向取值，就能够了解整 个光波的传播规律，这时对应的光波就是 一维波。 • 光波的维数有时与坐标系的选取有关。
第 一 章 光波的基本性质
第 一 章 光波的基本性质
第一章 光波的基本性质
第一节 第二节 第三节 第四节 光的电磁理论基础 光波的波函数 平面电磁波的性质 电磁波在两种均匀各向同性透明媒介 界面上的反射和折射
第 一 章 光波的基本性质
第一节 光的电磁理论基础
一、麦克斯韦方程组和物质方程 相互作用和交变的电场和磁场的总和，称 为电磁场。交变的电磁场按照电磁定律的 传播就形成了电磁波。电磁波用电场强度 E和磁感应强度B、电位移矢量D和磁场强 度H来描述，描述这四个量之间相互关系 的就是麦克斯韦方程组。
A
(1.3)
(1.4)
第 一 章 光波的基本性质
2．微分形式的麦克斯韦方程组
B E t D B 0 D H j t
(1.5) (1.6) (1.7) (1.8)
第 一 章 光波的基本性质
3. 物质方程
光波在各种介质中的传播过程实际上就是光与介 质相互作用的过程。 描述介质特性对电磁场量影响
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光波的基本性质总结
一、熟悉下述基本概念：
、熟悉下述基本概念：有关本章的概念都是定义问题，注意理解。
振动，波动，标量波与矢量波，纵波与横波，简谐波，波矢，波函数，
复振幅，光波的位相及初位相，波面（等相面），平面波，球面波.
复振幅光波的位相及初位相波面（等相面）平面波球面波
1.波面——任意时刻振动状态相同的点所组成的面。
平面波、球面波
3.简谐波——波函数是余弦或正弦函数表达的单色波
4.波矢——方向代表波面的法线方向，大小代表单位长度波相
位的变化量
5.复振幅的空间频率——描述光场在垂直传播方向的平面
上复振幅的空间周期性
6.相速度——等相位（振幅）面的传播速度
7.光的各种偏振态线、圆、椭圆、自然
——
三、知识点串讲
•——麦克斯韦方程组和波动微光的电磁理论基础
分方程
•光波的数学描述——光波的波函数
•平面电磁波的性质
•电磁波在媒质界面上的反射和折射
维简波的复指数式复
光波的数学描述
•一维简谐平面波的复指数形式和复振幅([)]
(exp[),(00k t kz j E t z E ϕω+−=exp()exp()](exp[00t z E t j kz j E ωωϕ−=−+=)
p()(j )](exp[)(00ϕ+=kz j E z E
•光波的数学描述
三维简谐平面波
–波面的定义——等位相面–波函数和复振幅
exp[()]
E r t E k r k t νϕ=⋅−+v v v 0000(,)p[exp[()]
x y z j E j k x k y k z k t νϕ=++−+v v v
0000()exp[()]exp[2()]
x y z E r E j k r E j f x f y f z ϕπϕ=⋅+=+++[200(,,)exp[2()],)exp[2()]
x y E x y t E j f x f y k t E x E j f x f y πνϕπϕ=+−+=++00(p[x y y
•反射波和折射波性质
电磁波在媒质界面上的折射和反射
–振幅变化规律；布儒斯特定律和偏振性质；位相变化规律；反射率和透射率