授课教案 第一章光与物质相互作用基础 第一章光与物质相互作用基础 §1-1光的波动理论与光子学说 一、光的波动学说 1.麦克斯韦方程与波动方程 电磁波的形成:空间某区域有变化电场E(或变化磁场H),在邻近区域将产 生变化的磁场H(或变化电场E),这种变化的电场和变化的磁场不断交替产生, 由近及远以有限的速度在空间传播,形成电磁波。 麦克斯韦方程组的微分形式: V·D=p VxE=- (1.1) 在静止、线性和各向同性介质中的物质方程: D=sE B=UH (12) J=aE 若电磁场传播区域远离辐射源、不存在自由电荷和传导电流,则麦克斯韦方 程可简化为 V。D=0) V…B=0 VxE=-0B (1.3) 将式(13)化简可得 (1.4) 1 授课教案 第一章 光与物质相互作用基础 第一章 光与物质相互作用基础 §1-1 光的波动理论与光子学说 一、 光的波动学说 1. 麦克斯韦方程与波动方程 电磁波的形成:空间某区域有变化电场 E (或变化磁场 H ),在邻近区域将产 生变化的磁场 H(或变化电场 E ),这种变化的电场和变化的磁场不断交替产生, 由近及远以有限的速度在空间传播,形成电磁波。 麦克斯韦方程组的微分形式: ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ∂ ∂ +=×∇ ∂ ∂ −=×∇ =•∇ =•∇ t D JH t B E B D v vv v v v v 0 ρ (1.1) 在静止、线性和各向同性介质中的物质方程: ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ = = = EJ HB ED vv vv v v σ μ ε (1.2) 若电磁场传播区域远离辐射源、不存在自由电荷和传导电流,则麦克斯韦方 程可简化为 ⎪ ⎪ ⎪ ⎭ ⎪ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ ∂ ∂ =×∇ ∂ ∂ −=×∇ =•∇ =•∇ t D H t B E B D v v v v v v 0 0 (1.3) 将式(1.3)化简可得 ⎪ ⎪ ⎭ ⎪ ⎪ ⎬ ⎫ = ∂ ∂ −∇ = ∂ ∂ −∇ 0 1 0 1 2 2 2 2 2 2 2 2 t H v H t E v E v v v v (1.4) 1