竺子民——物理光学习题解答.pdf

物理光学习题解答 说明：本资料是2010～2011 学年度第一学期光电学院中法0801～0803 班的物理光学作业题， 配套书籍为竺子民主编、华中科技大学出版社2009 年出版的《物理光学》。助教刘昊在任课 老师王英的指导下从同学们的作业中选取优秀的解法，综合整理成为习题解答，因此这也是 各位同学的功劳。本解答对于大部分的题目只做方向上的引导，列出公式，而略过具体计算。 如果同学们有任何疑问或发现解答错误，请发邮件至jy （刘昊），在 此先行感谢。 1.2 写出存在电荷和电流密度J 的介质中的E 和H 的波动方程。 解：麦克斯韦方程组可写为  H E    t H J E  t   E   H 0 根据上述麦克斯韦方程组，有  E   H  J   2    t  J  E E     2 t t t t    E        由 2 可得： E  E  E   2 2 J  E   E   2  t t  根据麦克斯韦方程组有  H   E     2    t   H        H J J J t t t2 由 2 可得： H  H  H   2 2  H  H J  2 0 t  2 J 2E       E t t2  综上，波动方程为 2  2  H    0 H J  t2 1.3 证明：在无源自由空间中 （1）仅随时间变化的场，如 ˆ sin ，不满足麦克斯韦方程组； E t xE