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1、CH 3-2光波场的数学描述light wave and mathematical description 3.2 光波场的数学描述波的实数表示与时空周期性一.平面波、波的时空周期性单色平面波振幅与传播方向均不变理想模型 波函数：沿 z 轴正向传播的一维平面波相位-随k, z变化相位增大称为滞后 相位减小称为超前可用1. 一维单色平面波场等相面(波面)：波场中相位相同点的集合 波面推移速度 相速(波速)= 定值 时空周期性波的时间周期性波的空间周期性周期空间周期 频率 空间频率 角频率 空间角频率时空量联系空间周期时间周期波矢(波矢量)：方向指向波的传播方向传播(常)数等相面：2. 三维单色光
2、波场三维波场波函数空间周期空间频率空间角频率三 维矢量表示空间频率矢量空间角频率矢量基本关系尽管各方向的空间频率不同沿波的传播方向波场的空间周期恒为 。空间频率恒为 。结论：一组空间频率对应于沿一定方向传播的一列单色平面波。波函数用空间频率表示考察方向与波传播方向夹角解：例3.1 真空中一波长为 ,振幅为 E0 平面波，其波矢方向在 x-y 平面内，且与z 轴夹角为 。求波函数表达式及 xyz 方向的空间频率和空间周期。沿Z轴正向传播的平面波沿Z轴负向传播的平面波二. 球面波-波面为球面 发散球面波方向沿径向背离球心S假设离球心（光源）单位距离处的光强为 ，P点处光强 ，球面面积为能量守恒：理想点光源不可能实现平面波-球面波当 且所考察面积趋于零时的情形实际问题考察场点与光源距离远大于光源线度球面波场考察波场区域远远小于r，考察区域为平面波场 会聚球面波方向指向球心的球面波三.柱面波波面为同轴
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