1、1.一般电磁波的波动方程 2.时谐电磁波的波型方程 3.平面电磁波的场方程及其解 4. 电磁波的能量和能流,1.一般电磁波的波动方程 2.时谐电磁波的波型方程 3.平面电磁波的场方程及其解 4. 电磁波的能量和能流,1.一般电磁波的波动方程 2.时谐电磁波的波型方程 3.平面电磁波的场方程及其解 4. 电磁波的能量和能流,其振幅比：,1.一般电磁波的波动方程 2.时谐电磁波的波型方程 3.平面电磁波的场方程及其解 4. 电磁波的能量和能流,能量密度:,能流:,4.2 电磁波在介质界面上的反射和折射,1.学习目标 入射角、反射角、折射角的关系； 入射波、反射波、折射波的振幅和相对相位。,2.复习
2、和思考 边值关系（自己书写/讨论） 偏振光/全反射/o、e光,一.折射和反射定律:,分析：上式对整个界面 成立，即对任意的 都 成立，要求指数因子相等。,1.时间因子相同：,2.位置因子：,由于 的任意性，要求每个分量相等,入射波在X-Z 平面，,即反射波折射波也在 X-Z 平面。,3.角度：,二. 振幅关系 菲涅尔公式,因为因子相同,所以可以省去,只讨论,由,分两种情况:,1. 垂直于入射面 (水平向外,可判断 方向),即:,1. 垂直于入射面 (水平向外,可判断 方向),(1),(2),可以证明：,2.当 平行于入射面:,3.对电场VS磁场有：,3.菲涅尔公式的重要讨论：,1.布儒斯特定律
3、：,由：,知,时,即,即反射波中没有平行入射的偏振光，只有垂直入射的 偏振光- 完全偏振光。,令入射角为 ，则,称为布儒斯特角，起偏振角,2半波损失：,用平面波表示:,可见 的振幅变了,相差为,b.反射系数和折射系数:,三.全反射:,当电磁波从光疏到光密时,它们在界面上可能出现全反射。,1.折射波：,又,当,时，,这时折射波沿界面掠过，机理如下：,设入射面仍为 X-Z 平面,为虚数！,2.穿透厚度:,1.定义：当振幅衰减为 倍时的 ，称为穿透厚度， 常用 表示。,即：,（穿透厚度）,为介质1中的波长，一般 、 同一量级。,*3. 全反射分析:,1.折射波的平均能流密度：,以 垂直入射面为例，,只有,又,而：,可见：折射波的平均能流密度只有 分量，无 分量。,*2.反射波与入射波的振幅和相位：,上面：,代入垂直入射公式：,令,可见： 振幅同，位相差,这样：,讨论： 1.由,知能量被全反射出；,2. 与 有相位差，故某瞬时二者不相等。,是平均值为零，即时值不为零。,因此，电磁波的能量不是不进入介质，直接被反射，而 是进入介质的一个薄层，上半周期储存，下半周期释放。,本节主要内容：1.菲涅尔公式2.穿透深度3.全反射条件,150页：2、3,
