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1、第九章 光的电磁理论,麦克斯韦方程组 静电场和静磁场的麦克斯韦方程组,静电场的高斯定理,静电场的环路定律,这一方程组只适用于稳恒场。若电场和磁场是交变场，则其中的部分表达式不适用,静磁场的环路定律,静磁场的高斯定理,1 麦克斯韦方程组,交变电磁场的麦克斯韦方程组,3 物质方程 麦克斯韦方程组中共出现两个电场量E、D和两个磁场量B、H。 其中的E、B是基本量，D、H是辅助量。对应的基本量与辅助量 的关系取决于电磁场所在的物质。 在各向同性物质中，有以下关系成立：,导电物质中，还有 的关系。为电导率。 以上三式合称为物质方程。麦克斯韦方程组与物质方程结合，构成一组完整的反映电磁场普遍规律的方程组。

2、,为介质的介电系数 为介质的磁导率,2 光波场的波动性,*光波是特定波段的电磁波,可见光波长约为380-760nm，光频为81014- 41014Hz,一 沿某一坐标轴方向传播的平面波 所谓平面波，是指电场和磁场在垂直于传播方向的平面内各点 具有相同值的波。,3 平面电磁波,波函数中各因子的意义,真空中的波速,二 沿任意方向传播的平面波,三 复数形式的波函数,实数形式,复数形式,四 平面电磁波的性质,（1）电磁波是横波,（2）E和B互相垂直,一 球面波 如果在真空中或各向同性的均匀介质中的O点放一个点光源，容易想象，从O点发出的光波将以相同的速度向各个方向传播，经过一定时间以后，电磁振动所到达

3、的各点将构成一个以O点为中心的球面，如图所示。这时的波阵面是球面，这种波就称为球面波。,4 球面波和柱面波,由波函数可看出：球面波的振幅与离开波源的距离成反比。实际中，当考察的空间离球面波的波源很远时，对一个较小范围内的球面波波面，可近似作平面处理，即认为是平面波。,柱面波 柱面波是一个无限长的线光源发出的光波，它的波面具有柱面 的形状，用同样的方法可以证明，柱面波的振幅与 成反比， 因此，柱面波的波函数为,5 光波的辐射,为了描述辐射能的传播，引进辐射强度矢量（Poynting矢量）S，它的大小为单位时间内、通过垂直于传播方向的单位面积的辐射能量，它的方向为能量的传播方向。,光强平均电磁能流密度,或写成：,由于电场和磁场的变化频率高达1015Hz数量级，所以S的值也在 迅速改变，用任何方法都不能接收到其瞬时值，只能接收到在 某一时间段内的平均值。,三 对实际光波的认识 光波的不连续性 振荡电偶极子辐射的并不是连续的光波，而是持续时间极短的波列，每一波列的持续时间为10-9秒数量级，各波列之间没有确定的位相关系，光矢量的振动方向也是随机的。 自然光的非偏振性 光学中将普

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