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文档简介

1、第一章第一章光的电磁理论光的电磁理论v主要内容v光源概述v电偶极子辐射模型v辐射能 一 对实际光波的认识 v光源概念： 任何发光的物体称光源分类：热光源、气体放电光源、激光器、LEDv电偶极子辐射模型： 光波是电磁波，光源发光就是物体的辐射电磁波的过程。大部分物体发光属于原子发光类型，因此我们只研究原子发光的情况。 经典电磁场理论认为：原子发光是原子内部运动过程形成的电偶极子的辐射。v原子由带正电的原子核和带负电的绕核运转得的电子组成。在外界能量的激发下，由于原子核和电子的剧烈运动和相互作用，原子的正电中心和负电中心常不重合，且正、负中心的距离在不断的变化，从而形成一个振荡的电偶极子。如图1.

2、8所示：该系统的电偶极距为qlp v最为简单的振荡电偶极子是电偶极距随时间作简谐变化的电偶极子，此时电偶极距 P 可表示为 v v 是振幅 是角频率。v既然原子是一个振荡电偶极子，它必定在周围空间产生交变电磁场，即辐射出光波。 tiepp00pv由图1.9所示，振荡电偶极子振动一个周期，称电磁场将向外传播一个空间周期，即电磁场分布有一定的空间周期，这就是电磁波的波长 。v振荡电偶极子辐射的电磁场： 可由MAXSWELL方程组计算，在经典的电动力学著作中均可找到，我们只给结果。v作简谐振动的电偶极子在距离很远的P点辐射的电磁场的数值为：v式中v显然，上式为一球面波，但与标准球面波不同的是，电偶极

3、子辐射的球面波的振幅随角而变。)(202)(2024sin4sintkritkrierpBerpE子的振荡角频率相同是波的角频率与电偶极是电磁波的传播速度夹角。与电偶极子轴线之间的是点的距离是电偶极子到1rPrv考虑到传播方向，可以定义波印廷矢量vS的方向表示电磁波的传播方向，S的大小表示电磁波所传递的能流密度。BES1对于光波来说B和E都随时间快速变化，所以S的大小也随时间快速变化。光波频率高，接收器只能接收平均值。通常把S在接收器能分辨的时间间隔内的平均值叫做电磁波的强度I01sdtsIv对于平面波而言，S及其平均值有很简单的形式： 2202202121)(cos11AAtkrASdtsv在许多场合比例系数并不重要，故常写为：2AI v 实际光波的认识： 由于原子的剧烈运动，彼此间不断的碰撞，使原子系统的辐射过程常常中断，致使原子发光是间歇性的。原子每次发光的间歇时间是原子两次碰撞的时间间隔，这样原子发出的光波是由一段段有限长的称为波列的光波组成每段波列，其振幅在持续时间内保持不变或缓慢变化，前后各段波列之间没有固定的位相关系，光矢量的振动方向也不相同普通光源辐射的光波，没有偏振性，其发出的光波的振动具有一切可能的方向（在垂直于传播方向的平面内各个方向都是可能的）,它可以看作是具有各个可能振

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