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1、1,波动光学的基本原理（1）,制作者： 赣南师范学院物理与电子信息学院： 王形华,2,第二章 波动光学的基本原理,几何光学和波动光学是经典光学的两个组成部分。几何光学从光的直线传播、反射、折射等基本实验定律出发，讨论成像等特殊类型的光传播问题， 方法是几何上的，不涉及到光的本性问题。在经典光学中，从本质上讲，光是特定波段的电磁波，要真正理解光，必须研究光的波动性。,3,本章的要求： 1、掌握定态光波的复振幅描述 2、掌握波前的概念、波的迭加原理。波的干涉及 相干条件。 3、掌握杨氏实验的装置、实验现象、条纹间距计 算公式。 4、掌握惠更斯菲涅耳原理，菲涅耳圆孔和圆屏 衍射，夫琅和费单缝衍射及其
2、强度计算公式。 5、掌握光的五种偏振态概念 6、掌握光在电介质表面的反射和折射菲涅耳公式 7、了解普通光源的发光机制、巴俾涅原理、光学 仪器的像分辨本领。,4,本章的重点： 复振幅、波前、平面波、球面波的概念，波的干涉原理和相干条件，空间频率的概念，衍射的概念，惠更斯菲涅耳原理，菲涅耳圆孔衍射、夫琅和费单缝衍射及其强度计算公式，光的五种偏振态概念。 本章的难点： 空间频率的概念、傍轴条件和远场条件、位相关系和半波损失。,5,1、定态光波与复振幅描述,一、波动概述,时空双重周期性，标量波、矢量波； 波面、波线； 波前、球面波、平面波。,6,二、定态光波的概念,1、定态波场的定义： （1）空间各点
3、的扰动是同频率的简谐振荡 （频率与振源相同）。 （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。 2、普遍定态标量波的表达形式：,7,3、定态平面波和定态球面波,定态平面波波函数的特点： （1）振幅是常数，与场点的坐标无关； （2）位相是直角坐标的线性函数：,是波矢。,场点P的位置矢量。,为振源的初相位（下同）。,8,9,定态球面波波函数的特点： （1）振幅反比于场点到振源的距离。 （2）位相的分布形式为：,10,4、光是一种电磁波，它是矢量波，需要用两个矢量来描述：,在一定条件下，一般只需要考虑光波中振 动矢量的某一分量，这时矢量波可以近似用 标量波来处理。在各向同性媒质中傍轴条件 时，用标量波来处理光的干涉、衍射等问题 得到的结果基本正确。,11,三、复振幅描述,在讨论单色波场中各点扰动的空间分布 时，时间因子总是相同的，常可以忽略不写， 为此引入复振幅：,1、复振幅,12,2、平面波和球面波的复振幅,球面波的复振幅,平面波的复振幅,（发散）,（会聚）,13,四、强度的复振幅表示,作业：P147, 1、3,（相对强度）,
