波動光學(xué)的基本原理

1、波動光學(xué)的基本原理（1） 制作者： 1第二章 波動光學(xué)的基本原理 幾何光學(xué)和波動光學(xué)是經(jīng)典光學(xué)的兩個組成部分。幾何光學(xué)從光的直線傳播、反射、折射等基本實(shí)驗(yàn)定律出發(fā)，討論成像等特殊類型的光傳播問題， 方法是幾何上的，不涉及到光的本性問題。在經(jīng)典光學(xué)中，從本質(zhì)上講，光是特定波段的電磁波，要真正理解光，必須研究光的波動性。2本章的要求：1、掌握定態(tài)光波的復(fù)振幅描述2、掌握波前的概念、波的迭加原理。波的干涉及 相干條件。3、掌握楊氏實(shí)驗(yàn)的裝置、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、條紋間距計(jì) 算公式。4、掌握惠更斯菲涅耳原理，菲涅耳圓孔和圓屏 衍射，夫瑯和費(fèi)單縫衍射及其強(qiáng)度計(jì)算公式。5、掌握光的五種偏振態(tài)概念6、掌握光在電介質(zhì)表

2、面的反射和折射菲涅耳公式7、了解普通光源的發(fā)光機(jī)制、巴俾涅原理、光學(xué) 儀器的像分辨本領(lǐng)。 3本章的重點(diǎn)： 復(fù)振幅、波前、平面波、球面波的概念，波的干涉原理和相干條件，空間頻率的概念，衍射的概念，惠更斯菲涅耳原理，菲涅耳圓孔衍射、夫瑯和費(fèi)單縫衍射及其強(qiáng)度計(jì)算公式，光的五種偏振態(tài)概念。本章的難點(diǎn)： 空間頻率的概念、傍軸條件和遠(yuǎn)場條件、位相關(guān)系和半波損失。 41、定態(tài)光波與復(fù)振幅描述一、波動概述時空雙重周期性，標(biāo)量波、矢量波；波面、波線；波前、球面波、平面波。5二、定態(tài)光波的概念1、定態(tài)波場的定義：（1）空間各點(diǎn)的擾動是同頻率的簡諧振蕩（頻率與振源相同）。（2）波場中各點(diǎn)擾動的振幅不隨時間變化， 在

3、空間形成一個穩(wěn)定的振幅分布。2、普遍定態(tài)標(biāo)量波的表達(dá)形式：63、定態(tài)平面波和定態(tài)球面波定態(tài)平面波波函數(shù)的特點(diǎn)： （1）振幅是常數(shù)，與場點(diǎn)的坐標(biāo)無關(guān)； （2）位相是直角坐標(biāo)的線性函數(shù)：是波矢。場點(diǎn)P的位置矢量。為振源的初相位（下同）。78定態(tài)球面波波函數(shù)的特點(diǎn)： （1）振幅反比于場點(diǎn)到振源的距離。 （2）位相的分布形式為：94、光是一種電磁波，它是矢量波，需要用兩個矢量來描述： 在一定條件下，一般只需要考慮光波中振動矢量的某一分量，這時矢量波可以近似用標(biāo)量波來處理。在各向同性媒質(zhì)中傍軸條件時，用標(biāo)量波來處理光的干涉、衍射等問題得到的結(jié)果基本正確。10三、復(fù)振幅描述 在討論單色波場中各點(diǎn)擾動的空間分布時，時間因子總是相同的，?？梢院雎圆粚?，為此引入復(fù)振幅：1、復(fù)振幅112、平面波和球面波的復(fù)振幅球面波的