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1、波动光学： 以光的波动性为基础，研究光的传播及其规律。 主要内容：,光的干涉 光的衍射 光的偏振 光的电介质表面的反射折射,第二章 波动光学基本原理,光学现象,模拟圆孔衍射图样,日常生活中的肥皂膜干涉,第二章 波动光学基本原理,定态光波与复振幅描述 波前的概念 傍轴条件与远场条件（轴上物点和轴外物点） 波动的迭加 光的波动现象简介(干涉、衍射和偏振等）,定态光波,（1）空间各点的扰动是同频率的简谐振荡,（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,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。 当波列的持续时间比其扰动周期 长得多时，即可将其当作无限长波列处理。
2、,定态光波不是简谐波，其空间各点的振幅可以不同。,任何复杂的非单色波都可以分解为一系列单色波的迭加。,条件：,定态光波的时空双重周期性,定态光波的描述,电磁波是矢量波，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： ：振幅的空间分布； ：直角坐标的线性函数，位相的空间分布。,定态平面波,振幅A（P）是常数，它与场点坐标无关;,特点：,位相是直角坐标的线性函数，即,常数 为初位相,即时刻t=0时原点的位相。 ，波矢，指向波的传播方向，其数值为角波数， 表示 长度内的波长数目。 波面的条件为 =常数，即 常数，为与波矢垂直的一系列平面，故名波面。,j(P)=常数,一维
3、平面波的时空双重周期性,z 周期:,t 周期:,一维平面波的时空双重周期性的比较,时空联系：,空间角频率:,角频率:,空间频率:,频率:,空间周期 l,周期 T,波的空间周期性,波的时间周期性,平面波矢的方向角,波矢的方向可以用方向余弦角表示为,在光学中，习惯用上述三个角的余角表示方向为,平面波矢的数学表述,波矢,通常取波场中任一平面的位置在z=0处，则该平面上的位相分布为,位相,方向余弦,定态球面波,点发出的球面波在 平面上的振动亦为,（0，0，zo）,点发出的球面波在 平面上的振动为,（xo，yo，zo）,复振幅:波的复数表示,在考察单色简谐波的波函数时，各场点复函数中的时间相因子 都是相
4、同的，故可以将它分离出来。 故复波函数,考虑单色波迭加时， 相同，故可以提出来； 复波函数满足与波函数相同的波动方程，复、实描述是等价的； 复振幅运算简单； 由复振幅容易得到实波函数。,复振幅,引入复振幅的意义：,平面波的复振幅,复振幅,沿z轴正向传播的平面波的复振幅,沿z轴负向传播的平面波的复振幅,判断依据： 1、振幅为常数； 2、具有线性位相因子,例题：,已知位相分布 ，求波的传播方向和波长,解：这是平面波的线性位相分布。波矢的方向余弦为,根据,其中 为波矢的大小,波长,波矢的方向由三个余弦角来表示,球面波的复振幅,复振幅,若采用直角坐标系，设振源在 位置上，则复振幅,一般采用原点在波源中
5、心的球坐标系， 简化球面波复振幅函数形式,例题：,写出向 点会聚的球面波的复振幅,根据球面波的复振幅(r与k反方向）,共轭波,定义： 复振幅互为复数共轭的波,在 的复振幅,在 的复振幅,平面波：,注： 共轭波一般指来自波前的同一侧的波,对于球面波，,为从,点发出的发散球面波。,其共轭波为,(xo , yo , zo ),共轭波,强度的复振幅表示,光强 等于振幅 的平方,A(P)是复振幅 的模，因此,复振幅小结,1. 提出复振幅的原因,2. 复振幅的数学表述和计算,3. 对同频率波函数的线性运算（包括加、减、与常数相乘、对空 间坐标的微分与积分），可以直接用复振幅计算；其结果乘以 再取实部，即可 以得到结果的实数表达式。,作业： P147148：第2、3、4、5、6题,
