关于波动光学介绍

[拼音]：bodong guangxue

[外文]：wave optics

光的波动学说首先是C.惠更斯在1690年提出来的。他设想光的传播类似水波、声波。光振动所达到的每一点都可以看作次波的中心。次波的包络面为传播着的波阵面。波阵面上每一点又产生新的次波，依次继续传播。但这个原理只能说明光的折射和反射。到1807年，T.杨用惠更斯原理做了双孔干涉实验，说明了光波的干涉。到了1815年A.-J.菲涅耳补充了惠更斯原理，即各次波到达某一点的作用，要考虑到次波间的位相关系。这补充能很好地说明光的衍射现象，称惠更斯－菲涅耳原理，往后在1823年左右，菲涅耳从光在d性以太中传播的理论出发，推导出不同偏振的四个关于折射光、反射光与入射光振幅的比的关系式。虽然这四个关系式和光的偏振实验符合，但d性以太的假设是不正确的。如将它应用到双折射晶体就得不到正确的结果。直到1860年J.C.麦克斯韦提出电磁波理论以后，才能完全地说明光的干涉、衍射、偏振及光在晶体中传播的现象。大约在1896年，H.A.洛伦兹创立了电子论。他假设物质是由带正负电荷的粒子组成。粒子在光场或其他交变电场的作用下，产生振动的偶极子，发出次波。用这样模型来说明光的吸收、色散、散射、磁光、电光等现象，甚至光的发射也是一般波动光学的内容。电磁波理论应用到晶体称晶体光学。60年代发明了激光，产生相干光。从光的波动性出发，结合电波通信信息理论，发展了光学信息处理、全息术等新的学科分支。由于激光强，光的电场也强，和物质起的极化作用相应也大，除正比干光场的一次项外，还有和光场的二次、三次等成比例项。因而极化与光场就不再是线性关系了。发展这种关系的光学称非线性光学。又当光在尺寸很小的媒质中传播时，它的行为和微波在波导管中传播相似。论述这类波动，有正在开始发展的纤维光学、集成光学等。