光波的特性(精)
光的干涉与衍射光波的波动特性与变化
光的干涉与衍射光波的波动特性与变化光的干涉与衍射：光波的波动特性与变化光是一种电磁波，具有波动特性。
在传播过程中，光波会经历干涉和衍射的现象，这些现象揭示了光的波动本质以及其变化规律。
本文将以干涉和衍射为核心，探讨光的波动特性以及与之相关的变化。
一、干涉现象干涉是指两个或多个光波相遇产生的干涉效应。
干涉可以在空间中产生明暗相间的干涉条纹，这主要归功于光波具有波长和相位的特性。
1. 光波的波长：光的波长是指在光学中波峰与波峰之间或波谷与波谷之间的距离。
不同波长的光波会呈现出不同的颜色，例如红光具有较长的波长，而紫光则具有较短的波长。
2. 光波的相位：光波的相位是指同一波长内的振动状态，相位差则表示不同光波之间的相位偏移。
当两个或多个光波相遇时，其相位差决定了干涉效应的强弱。
干涉现象分为两类：构成干涉的光波可以是来自同一光源的相干光，也可以是来自不同光源的相干光。
1. 来自同一光源的干涉（自相干干涉）：自相干干涉是指光源发出的光波，经由不同路径传播后再次相遇产生干涉效应。
这种干涉现象的重要代表是杨氏双缝干涉实验。
杨氏双缝干涉实验中，光经由两个狭缝后形成的光波在屏幕上产生明暗相间的干涉条纹。
这是由于两个光波的波峰或波谷相遇形成增强效应，而波峰和波谷相遇则形成干涉的消减效应。
通过这种实验，我们可以看到干涉现象明显地表明光的波动特性。
2. 来自不同光源的干涉（外相干干涉）：外相干干涉是指来自不同光源的光波相遇时产生的干涉效应。
这种干涉现象的重要代表是薄膜干涉实验。
薄膜干涉是指当光波从一个介质进入另一个介质时，由于两介质之间的折射率不同而产生的干涉条纹。
这是由于入射光波的一部分被反射，一部分被折射，两者再次相遇产生干涉效应。
通过薄膜干涉实验，我们可以研究光在介质之间传播过程中折射率的性质及介质的厚度。
二、衍射现象衍射是指光波传播时遇到障碍物或通过开口时发生的弯曲现象。
光波的衍射效应进一步展示了光的波动特性以及光波的波长和波前的关系。
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 v0000()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。
(优选)第二部分光波特性
激光的基本原理及特性
第二部分 光波的特性
（二）、光子学说
光子学说的核心就是光是由一些以光速传播的物质单元 － 光子所组成。 1、光子具有能量，而这种能量与一定的光频率相对应
= h 2、光子具有动量，而这种动量与一定的光波长、一定的传播方向相对应
p =( h/)n0 = hk 3、光子具有质量 m，但光子静态质量为0，动态质量与能量的关系为
第二部分 光波的特性
10、光学膜 光学薄膜 － 多光束干涉
空气
n1
Ii Ir
玻璃 It n2
R = [(n1-n2)/(n1+n2)]2
T = 4n1n2/(n1+n2)2
D
n1
空气
H
n2
MgF
n3
玻璃
R = [(n1n3-(n2)2)/(n1n3+(n2)2)]2
多层高反射膜
• 高反射膜为奇数层 • 层数越多，R越大 • 只对应一种波长
9、光的衍射 光的衍射是指光波在传播过程中遇到障碍物时，所发生的偏离直线传播
的现象。 光的衍射现象与光的干涉现象其实质都是相干光波叠加引起的光强的重
新分布； 不同之处：光的干涉现象是有限个相干光波的叠加，光的衍射则是无限
多个相干光波的叠加的结果。 衍射分为：夫琅和费衍射和菲涅耳衍射。
激光的基本原理及特性
在同一种介质中，光强与电场强度振幅的平方成正比。
激光的基本原理及特性
第二部分 光波的特性
6、平面光波
光波中包含有电场矢量和磁场矢量，从波的传播特性来看，它们处于同样的地位， 但是从光与介质的相互作用来看，其作用不同。在通常应用的情况下，磁场的作用远 比电场弱，甚至不起作用。因此，通常把光波中的电场矢量 E 称为光矢量，把电场 E 的振动称为光振动，在讨论光的波动特性时，只考虑电场矢量 E 即可。
声波和光波的特性频率波长和速度的关系
声波和光波的特性频率波长和速度的关系声波和光波是我们生活中常见的两种波动现象，它们具有不同的特性、频率、波长和速度，下面将详细讨论声波和光波之间的关系。
一、声波的特性、频率、波长和速度声波是由物质的震动引起的机械波，它需要介质来传播，常见的介质有空气、液体和固体等。
声波的特性包括振幅、频率、波长和速度。
1. 振幅：声波的振幅代表了声音的响度，即声音的大小或强度。
振幅较大的声波会产生较大的声音。
2. 频率：声波的频率是指每秒钟波动的周期数，单位是赫兹（Hz）。
频率越高，声音就越高音调；频率越低，声音就越低音调。
3. 波长：声波的波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。
波长与频率之间存在着反比关系，即波长越短，频率越高；波长越长，频率越低。
4. 速度：声波在介质中的传播速度与介质的性质有关。
在空气中，声速约为343米/秒；在液体中，声速约为1482米/秒；在固体中，声速最高，约为5000米/秒。
二、光波的特性、频率、波长和速度光波是电磁波的一种，是由电场和磁场交替变化而产生的波动现象。
光波可以在真空中传播，也可以在介质中传播。
光波的特性包括振幅、频率、波长和速度。
1. 振幅：光波的振幅代表了光的亮度或强度。
振幅较大的光波会产生较亮的光线。
2. 频率：光波的频率是指每秒钟波动的周期数，单位是赫兹（Hz）。
光波的频率越高，光的能量越大，颜色越偏向紫色；频率越低，光的能量越小，颜色越偏向红色。
3. 波长：光波的波长是指相邻两个波峰或波谷之间的距离。
波长与频率之间存在着正比关系，即波长越短，频率越高；波长越长，频率越低。
4. 速度：在真空中，光的传播速度是一个常数，约为299,792,458米/秒，通常用光速c表示。
三、声波和光波的关系1. 频率和波长：声波和光波的频率和波长之间存在着相似性。
频率越高的声波和光波，波长越短；频率越低的声波和光波，波长越长。
2. 速度：声波和光波在介质中的传播速度是不同的。
声波的传播速度比光波的传播速度慢得多。
光的偏振与干涉光波的特性与干涉现象
光的偏振与干涉光波的特性与干涉现象引言：光是一种电磁波，具有波粒二象性。
在光学当中，光的偏振与干涉是两个重要的概念。
本文将探讨光的偏振性质以及干涉现象，并介绍其特性与应用。
一、光的偏振1.1 光波光波是一种电磁波，振动方向与传播方向垂直。
根据光波的振动方向，可以将光分为不同的偏振态。
1.2 偏振光当光波的振动方向限制在一个特定的平面上时，称为偏振光。
偏振光具有明显的方向性，其振动方向可以用线性偏振、圆偏振或椭圆偏振三种方式进行描述。
1.2.1 线性偏振光线性偏振光的振动方向固定在一个平面上，可以沿任意方向旋转。
线性偏振光可通过偏振片进行产生和分析。
常见的线偏光有水平偏振光和垂直偏振光。
1.2.2 圆偏振光当光波的振动方向沿着一个圆的轨迹旋转时，称为圆偏振光。
圆偏振光可以通过波片或光学元件来产生和分析。
1.2.3 椭圆偏振光椭圆偏振光是振动方向在一个椭圆上旋转的光。
椭圆偏振光具有两个不同的主要轴向，并伴随着椭圆的长短轴比例。
二、干涉光波的特性2.1 干涉现象当两束或多束光波相遇时，会产生叠加干涉现象。
干涉现象的特点是明暗相间的干涉条纹。
2.2 干涉光的性质干涉光可以分为自然光干涉和相干光干涉两种。
自然光干涉是波导中不同频率分量相互干涉形成的，而相干光干涉是来自同一光源、具有相同频率和相位的光波相互干涉形成的。
2.3 干涉光的产生与展示干涉光通常通过干涉仪器或装置来产生和展示。
干涉仪器包括杨氏双缝干涉仪、迈克尔逊干涉仪和马赫-曾德干涉仪等，这些仪器可以展示干涉光的特性和现象。
三、干涉现象的应用3.1 光学显微镜干涉显微镜利用干涉现象来提高显微镜的分辨能力。
通过光的干涉产生明暗的干涉条纹，从而提高显微镜的分辨率，使细小的样品结构更加清晰可见。
3.2 干涉测量干涉仪器可以被应用于长度测量、薄膜厚度测量等领域。
例如，白光干涉仪可以测量出非常小的长度差异，从而应用于微米级尺寸的测量。
3.3 相位测量干涉技术在相位测量中有着广泛的应用，如相位计、干涉测量仪等。
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 v0000()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。
声波与光波的特性
声波与光波的特性声波和光波是我们日常生活中常见的两种波动现象。
它们具有一些共同的特性，同时也存在一些明显的区别。
本文将分别介绍声波和光波的定义、传播方式、频率、速度以及应用领域等方面的特性。
一、声波的特性声波是由物体振动引起的机械波，通过振动的介质传播。
声波的传播速度取决于介质的性质。
在空气中传播时，音速约为343米/秒。
声波的频率决定了人们听到的声音的高低，单位为赫兹（Hz）。
人耳所能感知的声音频率范围大约在20Hz到20kHz之间。
声波与光波相比具有以下特点：1. 机械波：声波需要介质进行传播，例如空气、水或固体。
在无介质的真空中无法传播。
2. 传播方式：声波是横波或纵波，取决于振动的方向与波的传播方向的关系。
在气体中，声波以纵波形式传播，而在固体或液体中可以同时以横波和纵波形式传播。
3. 反射和折射：声波在传播过程中会发生反射和折射现象。
声音在遇到障碍物时会发生反射，可用于声纳等应用。
声音在由一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象，使声音改变传播方向。
4. 可传播的距离：声波在传播过程中会受到衰减，随着距离的增加，声音的强度会逐渐减弱。
二、光波的特性光波是由光源发出，传播方式是电磁波。
光波在真空中的传播速度约为光速，即299,792,458米/秒。
光波的频率决定了光的颜色，频率越高，光的能量越大，颜色越偏向紫色。
与声波相比，光波具有以下特点：1. 电磁波：光波无需介质传播，可以在真空中传播。
这也是为什么我们能够看到太阳光的原因。
2. 传播方式：光波是横波，振动方向垂直于波的传播方向。
光波在传播过程中会发生偏振现象。
3. 反射和折射：光波会在遇到界面时发生反射和折射现象。
这也是光的折射定律和反射定律的基础。
4. 干涉和衍射：光波具有干涉和衍射现象。
干涉是指两个或多个光波相遇时会产生明暗相间的干涉条纹。
衍射是指光波通过障碍物或通过孔洞时会改变传播方向和强度。
5. 光的颜色：光波的频率决定了光的颜色。
光的波性质
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
介电常数 r 的电介质中，相速度 v 为
v 1
r00
(1.2.1)
涉及光电装置的典型频率落在红外線 (远红外线 )、可见
光、紫外线，一般将这些频率当成光学频率，它们涵盖在大约
vector) (或传播向量 (propagation vector))，其大小为传播常
数，即 k 2 / 。当电磁波沿着某任意方向 k 传播时，则垂直
于 k 之平面上的点 r 的电场 E (r , t) 为
E (r , t) E0 cos (t k r 0 )
如果波的传播是沿着 z，则 k r 就变为 kz。
cos
[
1 2
(
A
B)]
cos
[
1 2
(
A
B)]，我们
得到
Ex (z , t) 2E0 cos[( ) t ( k) z]cos(t kz)
解：
利用式 (1.1.7)，可以发现
瑞利距为
2
4 (2w0 )
4 (633109 m) (10103 m)
8.06 105
rad
0.0046
zo
wo2
[(1103 m)/2]2 (633109 m)
1.24 m
在25m距离处的光束宽度为
2w 2wo[1 (z / zo )2 ]1/2 (1103 m){1 [(25 m) / (1.24 m)]2}1/2 0.0202 m 或 20 mm
[()t ( k)z] 2m 常數 (为m整数)时，场中出现最大值，
光波的特性与传播
光波的特性与传播光波是指具有电磁波特性的光线。
光波是一种由电磁作用产生的波动现象，具有波长、频率和速度等特征。
光波的传播是在真空中或介质中进行的，而其特性则由光的波长和频率决定。
本文将详细介绍光波的特性与传播。
首先，光波的特性主要表现在其波长与频率上。
波长（λ）是指光波在传播方向上的一个完整的周期所占据的空间距离，通常以纳米（nm）为单位，即10的负九次方米。
频率（ν）则是指单位时间内光波通过某一点的周期次数，通常以赫兹（Hz）为单位，即1秒钟内发生的周期数。
光波的波长与频率之间存在着基本的物理关系：波速（v）。
波速是指波动作用在单位时间内在传播方向上的移动距离，它等于波长和频率的乘积，即v = λν。
由于光速在真空中的恒定不变，光波的波长和频率互相关联，且它们的乘积为常数，即c = λν。
所以，当光波的波长增大时，频率会减小；当频率增大时，波长会减小。
光波的传播主要依赖于电磁场的作用。
当电磁波遇到介质边界时，会发生传播的折射现象。
折射是指光波由一种介质传播到另一种介质时，改变传播方向的现象。
折射定律描述了光波在不同介质中传播时的变化规律。
根据折射定律，入射角（θ1）和折射角（θ2）之间的正弦值与两种介质的折射指数之比是一个常量，即n1sinθ1 = n2sinθ2。
其中，n1和n2分别是两种介质的折射指数。
在光波传播过程中，也可能发生光的衍射现象。
衍射是指当光波穿过一个物体边缘或绕过一个物体时，发生波动的扩散现象。
衍射现象是光的波动性的直接证据之一。
衍射的程度取决于光波的波长和物体的尺寸。
当光波的波长远大于物体尺寸时，衍射效应会更为明显。
此外，光波还表现出干涉现象。
干涉是指两束或多束光波相互叠加时，产生交替出现强、弱亮度区域的现象。
干涉可以分为同相干干涉和非相干干涉两种形式。
同相干干涉是指来自同一光源、波长相近的两束光波相互叠加时产生的干涉现象；非相干干涉是指来自不同光源或来自同一光源、波长远离的两束光波相互叠加时产生的干涉现象。
光的干涉衍射与波的特性
光的干涉衍射与波的特性光是一种电磁波，具有粒子性和波动性的双重特性。
在光的传播过程中，它会经历干涉和衍射现象。
这两种现象彰显了光的波动特性，并且对光的传播和性质有着深远的影响。
一、光的波动特性光的波动特性是指光具有波动性，包括波长、频率、波速等方面的特性。
波长是光波的一个重要参数，它决定了光波的颜色。
不同颜色的光波具有不同的波长，比如红光的波长较长，紫光的波长较短。
频率是指光波振动的次数，与波长成反比关系。
波速则是光波在介质中传播的速度，一般情况下，光在真空中的速度是常数，即光速。
二、光的干涉现象干涉是指两个或多个光波相遇时发生的叠加现象。
当两个或多个光波经过干涉而叠加时，会产生干涉条纹。
干涉条纹的出现表明光波的波动性，并且干涉现象可以用来研究光的波长、频率等特性。
干涉现象有两种主要形式：构造性干涉和破坏性干涉。
当两个光波的相位差为整数倍的情况下，它们会发生构造性干涉，这时干涉条纹呈现明亮的区域。
而当相位差为半整数倍时，会发生破坏性干涉，这时干涉条纹呈现暗的区域。
三、光的衍射现象衍射是指光波传播到遇到遮挡物时，光波会沿着障碍物的边缘弯曲，并产生扩散现象。
衍射现象同样是光的波动特性表现之一。
当光波通过一个狭缝或物体的缝隙时，会产生衍射现象，形成衍射图样。
衍射图样的形状和大小与光的波长和衍射物体的尺寸有关。
光的波长越长，衍射图样的扩散程度越大。
而当光的波长远大于衍射物体的尺寸时，衍射效应才会显著。
四、干涉衍射的应用干涉和衍射现象不仅仅是理论研究的基础，还在实际应用中有广泛的应用。
例如，光学中使用的干涉仪可以用来检测光波的相位差，进而实现对物体形状、厚度等参数的测量。
此外，干涉与衍射还应用于激光技术、光学显微镜、光纤通信等领域。
对光的干涉衍射现象的研究和应用为科学研究和技术发展提供了重要的支持和推动。
综上所述，光的干涉衍射现象是光的波动特性的体现，通过研究和应用干涉和衍射现象，我们可以深入了解光的波动性质，并实现对光的特性的测量和应用。
声波和光波的特性
声波和光波的特性声波和光波是我们在日常生活中常见的两种波动现象。
它们都是一种能量的传输方式，但其特性有很大的差异。
本文将探讨声波和光波的特性。
声波是由介质中分子的振动引起的机械波。
声波需要介质来传播，如空气、水和固体等。
声波的传播速度与介质的性质有关，在空气中速度为343米/秒。
声波的传播需要一个固定的媒介，因此在太空等无介质的环境中无法传播。
声波的特点是方向性强，它们呈球形扩散，传播时会发生衰减。
声波可以被物体表面反射、干涉和折射。
它们的频率范围非常广泛，从几赫兹到几万赫兹不等。
人类能听到的声波频率范围约为20赫兹到20千赫兹。
声波可以通过频率、振幅和波长来描述。
频率是指波动的速度，单位是赫兹。
振幅是指波浪的高度，也可以理解为声音的强度。
波长是指在波动中单个周期的长度，通常用米表示。
声波的能量转化为声音，我们可以通过声音来感知声波。
与声波相比，光波是由电磁场中的电子产生的电磁波。
光波可以在真空和介质中传播，速度为30万千米/秒。
光波是一种横波，可以传播在电磁场中。
它们不需要固定的媒介，可以在真空中传播，因此在太空中也可以看到光线。
光波是电磁波的一部分，具有电场和磁场的振动。
它们的特点是方向性强，沿着一条直线传播。
光波可以被物体表面反射、折射和干涉。
它们的频率范围非常广泛，从几百兆赫兹到几千兆赫兹不等。
人眼能够感知的光波频率范围约为400纳米到700纳米。
光波可以通过颜色、亮度和波长来描述。
颜色是指光波的频率，不同的频率会产生不同的颜色。
亮度是指光波的强度，取决于光波的振幅。
波长是指光波的长度，通常用纳米表示。
我们能够看到的光线就是由光波组成的。
声波和光波在传播速度、传播媒介、传播方向和频率范围等方面存在很大的不同。
声波需要介质进行传播，传播速度较慢，而光波可以在真空和介质中传播，传播速度非常快。
声波呈球面扩散，传播距离较短，而光波呈直线传播，传播距离较远。
声波的频率范围较窄，而光波的频率范围非常广泛。
电磁波和光的特性电磁波和光波的性质和特点
电磁波和光的特性电磁波和光波的性质和特点电磁波和光的特性电磁波是一种横波，由电场和磁场相互垂直而传播的波动现象。
光波是电磁波的一种特例，它在可见光频率范围内，能够被人眼所感知。
1. 频率和波长电磁波的频率指的是单位时间内波动的次数，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
而波长则指的是波的一个周期所占据的距离，通常以米（m）为单位表示。
两者之间有一个简单的关系，即频率乘波长等于光速（约为3×10^8 m/s）。
2. 传播速度电磁波在真空中的传播速度是恒定的，即光速。
光速是自然界中最快的速度，是所有电磁波都遵循的速度上限。
在不同介质中，电磁波的传播速度会因为介质的折射率而发生改变。
3. 反射、折射和干涉当电磁波碰到界面时，会发生反射和折射现象。
反射是波在碰到界面后，从界面上反弹回去的现象，其角度与入射角相等。
折射是波在穿过介质界面后改变传播方向的现象，其出射角与入射角之间遵循折射定律。
此外，电磁波还会在不同波源之间产生干涉现象，即波的叠加。
4. 发射和吸收电磁波通过物质界面的传递过程中，会在界面上一部分包含发射和吸收。
发射是指物质通过吸收电磁波的能量，再重新辐射出去的过程。
吸收是指物质吸收电磁波能量的过程，这会导致物质的升温。
5. 光的粒子性和波动性光既表现出粒子性，也表现出波动性。
在解释光的行为时，既可以将光看作是一束粒子流（光子），也可以将其看作是一种波动现象。
这种双重性质被量子力学以及电磁理论所解释。
6. 颜色和频谱不同频率的电磁波会产生不同颜色的光。
根据电磁波的频率范围，我们将其分为多个区域，称为电磁谱。
可见光波长范围约为400-700纳米，对应了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。
总结：电磁波和光波的特性包括频率和波长的关系、传播速度、反射和折射现象、干涉现象，以及发射和吸收过程。
光同时具有粒子性和波动性，而不同频率的电磁波会呈现出不同的颜色。
对于电磁波和光的研究，有助于我们更好地理解自然界中的光现象以及应用于日常生活中的技术。
光波特性
激光的基本原理及特性
（二）、光子学说 ）、光子学说
第二部分 光波的特性
光子所组成。 光子学说的核心就是光是由一些以光速传播的物质单元 － 光子所组成。 1、光子具有能量ε，而这种能量与一定的光频率相对应 ε = hυ 2、光子具有动量，而这种动量与一定的光波长、一定的传播方向相对应 p =( h/λ)n0 = hk 3、光子具有质量 m，但光子静态质量为0，动态质量与能量的关系为 ε = mc2 4、光子具有两种可能的独立偏振状态，对应于光波场的两个独立偏振态。 5、光子具有自旋，并且自旋量子数为整数。因此大量光子的集合，服从玻色 －爱因斯坦统计规律。处于同一状态的光子数目没有限制，这是光子与其 它服从费米统计分布的离子（电子、质子、中子等）的重要区别。
D＝εE B＝µH J＝σE
激光的基本原理及特性
第二部分 光波的特性
4、波动方程 、 在各向均匀的介质中，在远离辐射源，不存在自由电荷和传导电流的区域， 此时麦克斯韦方程组简化为： ∇•D＝0 ∇•B＝0 ∇ x E ＝ － (∂ B/∂ t) ∇ x H ＝ (∂ D/∂ t) 由此可推导出交变电磁场所满足的典型的波动方程： ∇2 E － (1/ν2)(∂2 E/ ∂t2) = 0 ∇2 H － (1/ν2)(∂2 H/ ∂t2) = 0 该式说明了交变电场和磁场是以速度ν 传播的电磁波动。式中： ν ＝(µε)-1/2 光电磁波在真空中的传播速度: ν ＝(µ0ε0)-1/2 为表征光在介质中传播的快慢，引入光折射率：n = c/ ν = (µrεr)1/2 除铁磁性介质外，大多数介质的磁性都很弱，可以认为 µr ≈ 1。因此，折射率 可以表示为：n = (εr)1/2 此式称为麦克斯韦关系。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。
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。
三、光波的应用基于光波的特性和干涉现象，光学应用得以广泛发展，影响了众多领域。
以下是几个常见的光波应用：1. 波长选择器：利用干涉现象和不同波长的光波在厚度相同的薄膜中产生不同的相位差，可以实现波长选择和滤波功能。
光波知识点总结
光波知识点总结光波是一种电磁波，其频率范围在红外线和紫外线之间，波长范围在400nm到700nm之间。
光波在自然界中无处不在，是人类生活中不可或缺的一部分。
光波具有非常广泛的应用，包括光通信、激光技术、光学成像、医疗设备等方面。
光波的研究对于人类的科技发展和生活水平的提高具有重要意义。
光波的基本特性：1.波长和频率：光波是一种波长范围在400nm到700nm之间的电磁波，对应的频率范围在430THz到750THz之间。
不同波长的光波在介质中传播的速度不同，波长越短频率越高，能量也越大。
2. 光的波动性和粒子性：光波具有波动性和粒子性，这是由光的双重性质决定的。
光波在传播过程中会表现出干涉、衍射、偏振等波动现象，而在光子理论中，光也可以看作是由光子组成的微粒，具有波粒二象性。
3. 光的传播和折射：光波在真空中传播的速度为光速，而在不同介质中则会发生折射，其折射率与介质的密度和光波的波长有关。
根据光的折射定律和菲涅尔公式，我们可以计算出光在不同介质中的传播方向和速度。
光波的应用：1.光通信：光波在信息传输中具有极大的优势，其传输速度快、带宽大、抗干扰能力强，因此被广泛应用在光纤通信、激光通信和无线通信等领域。
2. 光学成像：利用光波的波动性和粒子性，可以实现光学成像，包括摄影、望远镜、显微镜和激光雷达等设备。
光学成像技术在医学、军事、航天等领域都有着重要的应用价值。
3.激光技术：激光是一种高度聚焦、高强度、单色、相干性好的光波，具有独特的物理特性和广泛的应用价值，被广泛应用在材料加工、医学治疗、通信设备、光电子技术等领域。
4.医疗设备：光波在医学领域有着重要的应用，包括激光手术、光敏剂治疗、光学检测等方面，对于癌症治疗、眼科手术、皮肤美容等领域都有着重要的作用。
光波的研究和发展：1.光波的量子理论：量子理论是20世纪物理学最重要的理论之一，通过光的量子理论对光的波动性和粒子性进行了深入研究。
光的双重性质在微观物理学中具有重要的理论意义，对于发展量子计算机、量子通信等领域具有重要的应用价值。
光波和声波的传播和干涉特性
光波和声波的传播和干涉特性光波和声波是我们日常生活中常见的两种波动现象。
它们都具有传播和干涉的特性，尽管它们在物理性质上有很大的区别。
本文将重点探讨光波和声波的传播和干涉特性。
光波的传播可以通过介质或真空进行。
当光波通过空气等介质传播时，由于介质的折射率不同，光波的传播速度也会有所变化。
这也是为什么光在经过水面等不同介质时会产生折射现象。
与此同时，光波还具有反射的特性。
例如，当光线照射到镜面上时，会发生光的反射，使我们能够看到周围的物体。
我们常见的镜子和凹凸镜等，都是利用这种反射特性制造出来的。
此外，光波还具有传播的方向性，在光的传播过程中，可以通过改变光的传播方向来实现信息的传递。
利用这一特性，我们发展了光纤通信技术，使得信息传输速度大大提高。
与光波不同，声波是通过介质传播的，因此必须有物质存在才能传播声音。
声波的传播速度取决于介质种类和状态。
比如在空气中，声速约为343米/秒，而在水中声速要远大于空气中的速度。
由于声波是通过物质的振动传递能量的，所以在不同介质中传播时会遇到不同的阻力和能量损失。
我们常见的声音传播还受环境因素的影响。
例如声音在室内和室外的传播效果会有明显差异，在闭合空间内会产生共鸣效应，使声音更加清晰响亮。
光波和声波都能表现出干涉现象。
光波的干涉是由于光波本身的波动特性所引起的。
例如，在Young双缝干涉实验中，当光波通过两个相距很近的狭缝时，光通过两个缝隙后形成的干涉条纹明暗相间。
这是由于光的波长和光的传播路径差所造成的相干干涉现象。
而声波也具有类似的干涉特性。
例如在扩音器和音响系统中，当多个声源同时发出声音时，会在一定空间范围内形成干涉现象，使得声音更加富有层次感和立体感。
但光波和声波的干涉机制有所不同。
光波更容易形成明暗相间的干涉条纹，这是因为光波的波长较短，所以对光的传播路径差较为敏感。
而声波的干涉主要体现在声音的增强和衰减上。
当声波传播经过一定空间后，根据声源和接收器的位置关系，声音可以聚集在某些区域形成声音增强的现象，也可以发生声音干涉衰减的现象。
第一章 光波的基本性质
c
1
0 0
2.99792 10 8 m / s
（1.2.6）
这个数值与实验中测出的真空中光速的数值非常接近。 历史上， 麦克斯韦正是以此作为重要 依据之一预言了光是一种电磁波。 光波在真空中的速度与在介质中的速度之比称为介质的折射率，记为 n ，即
n
c r r v
（1.2.7）
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
§1
电磁场基本方程
一 麦克斯韦方程组
D dS dV V S B dS 0 S （1.1.1） E dl B dS S t C D H dl ( J ) dS S t C 其中， E 、 D 、 B 、 H 分别表示电场强度、电感应强度(电位移矢量)、磁感应强度、磁场 强度， 是电荷体密度， J 是电流密度。 上述麦克斯韦方程组表达了任一封闭面 S 或闭合路径 C 上场的分布规律，其中包含着 电磁场中任一场量( E 、 D 、 B 、 H )彼此之间以及与电荷、电流分布( 、 J )之间在空间
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。
光波特性解释了颜色形成原理
光波特性解释了颜色形成原理颜色是我们日常生活中非常常见的视觉现象，然而，你是否曾经想过为什么我们能够看到不同的颜色？为了解释颜色形成的原理，我们需要了解光波特性的相关知识。
颜色是由光的特性和物体与光的相互作用而形成的。
光是一种电磁波，在波长（或者频率）不同的情况下，会呈现出不同的颜色。
光的波长决定了它的能量和眼睛对其感知的颜色。
随着波长的变化，光的能量也会发生变化。
光波特性解释了颜色形成的原理。
当光照到一个物体上时，如果该物体能够吸收所有波长的光，那么它会呈现出黑色。
如果该物体能够反射所有波长的光，它则呈现出白色。
事实上，大多数物体都不会吸收或者反射所有波长的光，而是吸收部分光线并反射余下的光线。
具体来说，当光照在一个物体上时，物体的分子和原子会与光发生相互作用。
这种相互作用就像是小型的“跳跃”，当光的波长和物体分子的能级匹配时，光的能量就会被吸收进去，物体表现出对应波长的颜色。
否则，该波长的光就会被物体反射，我们才能看到这种颜色。
这就解释了为什么我们能够看到不同的颜色。
以红色为例，当白光照到一个红色的物体上时，该物体会吸收其他波长的光，只有红色的波长被反射出来。
我们的眼睛接收到这些反射出的红色光线，然后将其转化为神经信号传送到大脑，从而使我们感知到这个物体的颜色为红色。
同样地，其他的颜色也是通过光波特性解释的。
橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色等等，它们都是由对应不同波长的光线被反射出来而形成的。
这样，当我们看到这些颜色时，实际上是我们眼睛接收到了被物体反射出的特定波长的光线。
此外，需要提到的是，我们所看到的颜色还受到其他因素的影响，比如光源的特性、光线的强度等等。
这也是为什么在不同环境下，我们可能会感知到同一个物体的颜色有所差异的原因之一。
总结起来，光波特性解释了颜色形成的原理。
通过光与物体相互作用时的能量吸收和反射，我们才能够看到不同的颜色。
通过理解光波特性，我们能更好地理解和解释日常生活中的颜色现象。
光的偏振与干涉光波的特性与应用
光的偏振与干涉光波的特性与应用自发光物质产生的光波在传播过程中，其电场矢量在垂直于传播方向的平面上做规律性的振荡。
这种振荡的方向和形式决定了光的偏振状态。
了解光的偏振特性对于理解光的干涉现象以及应用于相关技术领域中具有重要意义。
一、光的偏振特性光的偏振是指光波在传播过程中，电场矢量的振动方向和形式。
常见的偏振状态包括线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
1. 线偏振线偏振是指电场矢量只在一个确定方向上做振荡。
线偏振可以进一步分为水平偏振和垂直偏振两种。
水平偏振的电场矢量在垂直于传播方向的平面上做振荡，而垂直偏振的电场矢量则在与传播方向垂直的平面上振荡。
2. 圆偏振圆偏振是指电场矢量在传播方向上进行旋转，形成一个旋转的螺旋形。
圆偏振可以分为顺时针和逆时针旋转两种。
当顺时针旋转时，我们称之为右旋圆偏振；当逆时针旋转时，我们称之为左旋圆偏振。
3. 椭圆偏振椭圆偏振是指电场矢量在传播方向与垂直于传播方向的平面上做椭圆轨迹的振荡。
椭圆偏振可以被视为线偏振和圆偏振的叠加。
二、光的干涉现象光的干涉是指两束或多束光波叠加在一起形成明暗相间的干涉条纹。
光的干涉现象可以通过光的偏振性质来解释和描述。
1. 干涉色当两束偏振方向相同且振动方向一致的偏振光叠加时，干涉色现象就会出现。
这是因为光波的相位差会影响光波叠加后的干涉效果。
当相位差符合一定条件时，光波叠加后会在特定位置产生增强或减弱的干涉效果，进而呈现出丰富多彩的色彩。
2. 薄膜干涉薄膜干涉是指光波在厚度相对较小的透明薄膜上发生干涉现象。
这种干涉现象由于光的偏振特性，使得反射光和透射光发生相位差，从而产生干涉条纹。
薄膜干涉现象在制造光学镜片、薄膜涂层等方面有着广泛的应用。
三、光的偏振与应用光的偏振特性及其干涉现象在多个领域和工程应用中发挥着重要的作用。
1. 光学仪器利用光的偏振特性可以设计并制造各种光学仪器，如偏振镜、偏光片等。
这些仪器可以控制和改变光的偏振状态，用于显微镜、激光器、光纤通信等领域。
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5. 光电磁场的能流密度
相应的光电场强度振幅为
20 cI E0 n
1/ 2
0.87 109 V / m
应当指出，在有些应用场合，由于只考虑某一种 介质中的光强，只关心光强的相对值因而往往省赂比 例系数，把光强写成
3. 物质和 是空间位置的坐标函数， 即应当表示成 (x，y，z)、 (x，y，z) 和(x，y，z)； 若介质的光学特性是各向异性的，则 、 和 应当 是张量，因而物质方程应为如下形式：
D E B H J E
= （7.6 4.0）1014 HZ
这波段内电磁波叫可见光。在可见光范围内，不同 频率的光波引起人眼不同的颜色感觉。
760 630 600 570 500 450 430 400(nm)
红
橙
黄
绿
青
蓝
紫
1. 电磁波谱
通常所说的光学区域(或光学频谱)包括红外线、可 见光和紫外线。由于光的频率极高(1012～1016Hz)，数 值很大，使用起来很不方便，所以采用波长表征，光 谱区域的波长范围约从 1mm~10 nm。
式中，sz 是能流密度方向上的单位矢量。
5. 光电磁场的能流密度 因为由(10)式有， E0 H 0 ，所以 S 可写为
n 2 S sz E0 cos 2 (t kz ) 0 c (16)
该式表明，这个平面光波的能量沿 z 方向以波动形 式传播。由于光的频率很高，例如可见光为 1014 量 级，所以 S 的大小 S 随时间的变化很快。而目前光 探测器的响应时间都较慢，例如响应最快的光电二极 管仅为 10-8～10-9 秒，远远跟不上光能量的瞬时变化， 只能给出 S 的平均值。
式中， n /(20 c) / 0 / 2 是比例系数。
5. 光电磁场的能流密度
由此可见，在同一种介质中，光强与电场强度振 幅的平方成正比。一旦通过测量知道了光强，便可计 算出光波电场的振幅 E0。例如，一束 1×l05W 的激 光，用透镜聚焦到 1×1010m2 的面积上，则在透镜焦 平面上的光强度
5. 光电磁场的能流密度
在实际上都利用能流密度的时间平均值<S>表征 光电磁场的能量传播，并称 <S> 为光强，以 I 表示。 假设光探测器的响应时间为T，则
1 T S Sdt T 0
将(l 6)式代入，进行积分可得
1 n 1 2 I S E0 2 0 c 2
2 2 E0 E0 0
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。
1
(12)
可将以上两式变化为
2 1 E 2 E 2 0 2 t 2 1 H 2 H 2 0 t 2
(13)
此即为交变电磁场所满足的典型的波动方程，它说明 了交变电场和磁场是以速度 传播的电磁波动。
4. 波动方程 由此可得光电磁波在真空中的传播速度为
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。因此，在运用麦克斯韦方程组处 理光的传播特性时，必须考虑介质的属性，以及介质 对电磁场量的影响。描述介质特性对电磁场量影响的 方程，即是物质方程：
D E B H J E
(5) (6) (7)
式中, = 0 r 为介电常数, = 0 r 为介质磁导率,σ 为电导率。
(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 )
4. 波动方程 对(10)式两边取旋度，并将(11)式代入，可得
2 E ( E ) 2 t
利用矢量微分恒等式
( A) ( A) 2 A
并考虑到（8）式，可得
2 E 2 E 2 0 t
4. 波动方程
同理可得 若令
2 H 2 H 0 2 t
1. 电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列，称~。
γ射线→ x 射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可见光(400~750nm)
1. 电磁波谱 各种波长的电磁波中，能为人眼所感受的是 400 — 760 nm 的窄小范围。对应的频率范围是 ：
第一章 光波的特性 (Characteristics of light-wave )
19世纪60年代，麦克斯韦建立了经典电磁理论， 并把光学现象和电磁现象联系起来，指出光也是一种 电磁波，是光频范围内的电磁波，从而产生了光的， 电磁理论。光力电磁理论是描述光学现象的基本理论。
1.1 光波与电磁波 麦克斯韦方程组 (Light wave and Electromagnetic wave Maxwell equations) 1. 电磁波谱 2. 麦克斯韦电磁方程 3. 物质方程 4. 波动方程 5. 光电磁场的能流密度
2. 麦克斯韦电磁方程
散度在笛卡儿坐标系中的表达形式：
Ax Ay Az A x y z
旋度在笛卡儿坐标系中的表达形式：
ex A x Ax
ey y Ay
ez z Az
2. 麦克斯韦电磁方程
上面四个方程可逐一说明物理意义如下：在电磁场中 任一点处 （1）电位移的散度等于该点处自由电荷体的密度 ； （2）磁感强度的散度处处等于零； （3）电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的 负值； （4）磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位 移电流密度的矢量和。
4. 波动方程 下面，我们从麦克斯韦方程组出发，推导出电磁 波的波动方程，限定介质为各向同性的均匀介质，仅 讨论远离辐射源、不存在自由电荷和传导电流的区域。 此时，麦克斯韦方程组简化为
D 0 B 0 B E t D H t (8) (9) (10) (11) D B 0 B E t D H J t (1) (2) (3) (4)
即 D 与 E、B 与 H、J 与E一般不再同向。
3. 物质方程
当光强度很强时，光与介质的相互作用过程会表 现出非线性光学特性，因而描述介质光学特性的量不 再是常数，而应是与光场强有关系的量，例如介电常 数应为 (E)，电导率应为 (E)。 对于均匀的各向同性介质， 、 与空间位置和 方向无关的常数；在线性光学范畴内， 、 与光场 强无关；透明、无耗介质中， = 0；非铁磁性材料 的 r 可视为 1。
2. 麦克斯韦电磁方程 麦克斯韦电磁方程的微分形式为
D B 0 B E t D H J t (1) (2) (3) (4)
式中，D、E、B、H 分别表示电感应强度、电场强 度、磁感应强度、磁场强度; 是自由电荷体密度； J 是传导电流密度。
2. 麦克斯韦电磁方程
麦克斯韦方程组在电磁学中的地位， 如同牛顿运动定律在力学中的地位 一样。以麦克斯韦方程组为核心的 电磁理论，是经典物理学最引以自 豪的成就之一。它所揭示出的电磁 相互作用的完美统一，为物理学家 树立了这样一种信念：物质的各种 相互作用在更高层次上应该是统一 的。另外，这个理论被广泛地应用 到技术领域。
2 I E 2 E0
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。
1
0 0
2.99792 108 m/s
为表征光在介质中传播的快慢，引入光折射率：
n c
r r
除铁磁性介质外，大多数介质的磁性都很弱，可以认 为 r 1 。
4. 波动方程 因此，折射率可表示为
n r
此式称为麦克斯韦关系。对于一般介质， r 或 n 都 是频率的函数，具体的函数关系取决于介质的结构。
5. 光电磁场的能流密度 电磁场是一种特殊形式的物质，既然是物质，就 必然有能量。此外，因光电磁场是一种以速度。传播 的电磁波，所以它所具有的能量也一定向外传播。为 了描述电磁能量的传播，引入能流密度——玻印亭 (Poyntins)矢量 S，它定义为
S EΗ
表示单位时间内，通 过垂直于传播方向上 的单位面积的能量。