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波动光学基本原理

科学类 2024-11-08 11:18126未知admin

振动在空间的传播 → 振动场

基本特点：

波场中每点的物理状态随时间作周期性的变化，而在每一瞬时波场中各点物理状态的空间分布也呈现一定的周期性--时空双重周期性

分类：

标量波：温度、密度、……矢量波：电磁波、……张量波：固体中的声波、地震波……

几何描述：

电磁波谱

光波场的特性

波的周期性

波动光学基本原理

光波场的特性

光是交变电磁波，波长~500nm，频率~1014Hz

发射源是微观客体，具有独立、随机的特性。

从传播的角度看，是波动，是振动的传播：用速度、方向、振幅等参数描述

从物理量分布的角度看，是交变的空间场：用电场强度、磁场强度等物理量描述

时间、空间是描述波的重要参量

定态光波的概念

定态光波的定义

（1）空间各点的扰动是同频率的简谐振动；

（2）波场中各点扰动的振幅不随时间变化，在空间形成一个稳定的振幅分布。发光波列的特点独立、随机发光t一次发光时间（一个波列）：10 -8 s，包含106个周期。

持续时间远大于震动周期，因此可看做定态波场

严格满足上述要求的光波应当充满全空间，是无限长的单色波列。

但当波列的持续时间比其扰动周期长得多时，可将其当作无限长波列处理。

任何复杂的非单色波都可以分解为一系列单色波的叠加；

简谐波（正弦波）是一种最简单的定态光波，但是定态光波不一定是简谐波，其空间各点的振幅可以不同，只需稳定即可。

定态标量波的数学描述：

电磁波都是矢量波，应该用矢量表达式描述。但对符合上述条件的定态光波，通常用标量表达式描述。

波矢的方向角表示：

波矢的方向角表示：

波动光学基本原理

平面波波函数特点：

球面波波函数特点：

相位的超前与滞后

球面波举例：

球面波举例—轴外

波动光学基本原理

波动光学基本原理

发散或汇聚的球面波：

波动光学基本原理

复振幅描述

用复指数的实部或虚部表示余弦或正弦函数，用复数来描述光波的振动。

平面波和球面波的复振幅描述

波动光学基本原理

以上就是跟大家整理的关于波动光学基本原理的第一部分。

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