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19世纪60年代，Maxwell提出了经典电磁理论,他把光学现象和电磁现象联络起来，认为光是一种波长很短电磁波，从而产生光电磁理论。

第1章

光电磁理论第1页1.1光电磁波性质1.2单色平面波和球面波1.3光源和光辐射1.4光在介质界面上反射和折射1.5全反射和隐失波*1.6光在金属表面透射和反射1.7光吸收、色散和散射1.8单色光波叠加和干涉1.9不同频率光波叠加1.10复杂波分解1.11本章小结

第1章光电磁理论本章学习内容第2页1.1光电磁波性质1、电磁场波动性a.麦克斯韦方程组在没有自由电荷和传导电流各向同性均匀介质中，麦克斯韦方程组微分形式（1.1-1）和分别表示电场强度和磁感强度第3页b.波动微分方程从麦克斯韦方程组及物质方程能够导出E、B满足微分方程：（1.1-2）（1.1-3）（1.1-4）第4页(1.1-2)和（1.1-3）两式含有普通波动微分方程形式，表明E和B随时间和空间改变是遵照波动规律，电磁场以波动形式在空间传播。这一数值与试验测定光在真空中传输速度一致，历史上，麦克斯韦以此为主要依据，预言光是电磁波。(1.1-4)表明电磁波传输速度与介质电学和磁学性质相关。当电磁波在真空中传输时，其传输速度为第5页2、电磁波谱第6页电磁波谱覆盖从γ射线到无线电波一个相当辽阔频率范围。

可见光,即能引发人视觉电磁波，是特定波段电磁波，真空中波长范围约为390∼780nm，对应频率范围约为7.69×10¹⁴∼3.84×10¹⁴Hz，在电磁波谱图上占据很窄范围。不一样频率光，颜色不同红光780~620nm3.9×1014~4.8×1014Hz

橙光620~590nm4.8×1014~5.1×1014Hz

黄光590~560nm5.1×1014~5.4×1014Hz

绿光560~500nm5.4×1014~6.0×1014Hz

青光

500~480nm6.0×1014~6.3×1014Hz

蓝光480~450nm6.3×1014~6.7×1014Hz

紫光450~390nm6.7×1014~7.7×1014Hz

第7页电磁波在真空中速度与介质中速度之比称为介质绝对折射率3、折射率其中，相对介电常数：相对磁导率：第8页1.2单色平面波和球面波假设平面波沿z方向以速度传输，平面简谐电磁波波动公式为1.余弦函数表示1.2.1单色平面波表示（1.2-1）（1.2-2）沿z方向传输单色平面波第9页:分别是电场和磁场振幅矢量，表示平面波偏振方向和大小:角频率:光波在介质中波长和传播速度称为相位，是时间和空间坐标函数，表示平面波在不一样时刻空间各点振动状态úûùêëé--0)(2jlpvtz某一时刻位相相同空间点轨迹组成光波等相面或波面第10页沿z方向传输单色平面波因子决定电场和磁场随空间和时间改变关系第11页各物理量之间关系（1.2-5）（1.2-4）第12页引入波传输方向上波矢量，其大小

（称为空间角频率或波数）为所以，公式（1.2-1）可写成（1.2-3）（1.2-6）第13页单色光波波动公式最显著特点是它时间周期性和空间周期性，它表示单色光波是一个时间无限延续、空间无限延伸波动，而任何时间周期性和空间周期性破坏，都意味着单色光波单色性破坏。

波长称为单色光波空间周期，波长倒数称为空间频率，波数成为空间角频率。

有限波列——一个非单色光第14页沿任意方向传输单色平面波普通坐标下平面波第15页复数形式平面简谐电磁波波动公式2.复指数函数表示复振幅（1.2-12）（1.2-11）第16页1、平面电磁波是矢量横波。

波传输方向与电场方向垂直。波传输方向与磁场方向垂直。2、波矢、电场、磁场相互垂直，三者成右手螺旋系统。3、电场、磁场同相1.2.2单色平面电磁波性质（1.2-13）（1.2-14）第17页对于光来说，它包含了电矢量和磁矢量，从波传输来看，电矢量和磁矢量处于同等地位，但从光与物质作用来看，二者不相同。光波磁场作用远比光波电场作用为弱。通常把电矢量称为光矢量，把振动称为光振动。在讨论光振动性质时，只考虑电矢量即可。第18页1.2.3单色球面波1.发散球面波球面光波等相面（波面）为球面方向沿径向背离球心S（1.2-15）P点电场表示为0jw+-=tkr位相第19页假设离球心（光源）单位距离处光强为，P点处光强，球面面积为能量守恒要求：其中为P点振幅所以：或（1.2-17）（1.2-18）复振幅（1.2-19）第20页2.会聚球面波方向指向球心