物理光学1-1.ppt

1波动光学基础§*§*§§*§-§-1光学教案波动:振动状态在空间的传播。波动的实质:能量以振动的方式在空间传播,使空间各点的物理状态呈现空间和时间上的周期性分布,但承担传播任务的物质本身并不随波移动。结论:具有时空双重周期性运动形式和能量的传输,是一切波动的基本特性。不具备这种特性的事物,不能成为严格意义下的波动。:存在一个能够由于外界的某种能量供给而产生(机械的或电磁的)振动的波源。-1光学教案振幅A(P)、相位f(P)、速度v;周期(时间)T、频率(时间)n(或圆频率w);波长(空间周期)l、波数k(空间圆频率)。各量间相互关系:注意:②波动的传播速度有相速度和群速度之分。基本特征量:①波动的频率(或时间周期)仅仅与振源有关,而波长(即空间周期)不仅与振源的振动频率有关,而且与介质有关。-1光学教案波面:波场中振动相位相同的点的轨迹(1)波面与波线波线:表示波动能量传播的几何径迹特征:一般波面表现为空间三维曲面族①各向同性介质中,波线为与波面处处正交的三维曲线族;②各向异性介质中,波线一般不与波面正交。--2发散球面波的波面k,-1平面波的波面k等相面与等幅面y,-3发散柱面波的波面S'SrkP(2)平面波、球面波与柱面波平面波——波面为平面,球面波——波面为球面,柱面波——波面为圆柱面。-1光学教案平面波对应于无限远处理想点源发出的波;球面波对应于有限远处理想点源发出的波;柱面波对应无限长线波源发出的波;平面波是波面曲率半径趋于无限大时的球面波或柱面波。讨论球面波和平面波问题具有普遍意义;①任何一个波源,都可以看成是由若干点波源组成的集合;②构成任何复杂波面的基元是球面波或平面波。说明:特征:-1光学教案标量波:空间各点的扰动不具有方向性的波场,如密度波、温度波等;矢量波:空间各点的扰动具有方向性的波场,如电磁波、水波等;说明:一般情况下,,可将其简化为标量波处理。处理矢量波场时,可以将其分解为方向不变的正交分量,便可使用标量波理论处理。(3)标量波与矢量波买丧坪梦驳度堪舍园诈屡睬萝碘亡祸错沏罢翌诣肚道姬彬叶循惜蟹器惦桶物理光学1-1光学教案(4)定态波场定态波场——满足下列两个条件的波场:①空间各点的扰动是与波源同频率的简谐振动;②空间各点扰动的振幅形成稳定的空间分布而不随时间变化。说明:理想定态波场为无源场(简谐波场),,当波源发出的波列的持续时间远大于波的振动周期时,才可以将其近似看作定态波场。绽国偷鸡髓筏庆烤惩夺第既忍棚酒茅筋漆洗萌西刻颤汝笋年胚祭憋郊颂毯物理光学1-1光学教案(1)纵波及其特点振动方向与传播方向相同,振动状态相对于传播方向具有轴对称性。--7横波的传播特征传播方向振动方向(2)横波及其特点振动方向与传播方向正交,振动状态相对于传播方向不具有轴对称性。(3)偏振振动方向垂直于传播方向的振动状态的规律性现象。-1光学教案