第二章光电子学基础.pdf

第二章 光学基础知识 1 第二章 光学基础知识 一.几何光学基础知识 二.麦克斯韦方程与边界条件（重要） 三.光波的表示（重要） 四.波动方程与单色平面波（重要） 五.电介质及其折射率（重要） 六.光学薄膜的反射与透射特性 七.坡印亭矢量（重要） 八.高斯光束 2 第二章 光学基础知识 2-1.几何光学基础知识 3 第二章 光学基础知识 光的基本属性 光波基本参量 光的反射、折射、全反射 光的独立传播原理 光的偏振 光的干涉及实现干涉的主要方式 光的衍射 4 第二章 光学基础知识 2-1-1.光波基本属性  麦克斯韦 （Maxwell）于1856、1861和1865年发表了 三篇关于电磁理论的论文，建立了简洁而优美的麦克 斯韦方程，并通过该方程证明了横向电磁波的存在， 同时他还在其第二篇论文里预言：光波是电磁波的一 种，并且导出了光在真空中的传播速度为： 1 8 (2-1) c 2.998 10 m / s   0 0  : 自由空间中的磁导率； :真空中的介电常量 0 0 【补充介绍】  磁导率：表征磁介质磁性的物理量  介电常数：表征材料绝缘特性的一个物理量 5 第二章 光学基础知识 2-1-1.光波基本属性 1887年，赫兹证实了电磁波的存在，并证明 光波即是电磁波。 光的基本属性是波粒二象性，光波是波动性与微 粒性的统一体，在它与物质相互作用时: ① 若物质微粒接近波长尺度，则粒子性表现越明 显，例如光的发射、吸收及光电效应等过程。 ② 反之则表现出波动性，如光的干涉、衍射、偏 振等现象。 6 第二章 光学基础知识 表2-1.电磁波谱及其产生的主要方式 电磁波谱 真空中波长 频率/Hz 主要产生方式 本质 4 5 长波 3~30 km 10 ~10