本章小結

1.麥克斯韋方程組的積分形式為

微分形式為

本構關系為

D=εE=ε0εrE=ε0E+P，B=μH=μ0μrH=μ0H+M，j=σE

若界面處沒有自由電荷、電流分布，則得到四個邊界條件為

n·(D2-D1)=0，n×(E2-E1)=0，n·(B2-B1)=0，n×(H2-H1)=0

2.波動方程與和亥姆霍茲方程分別為

3.平面波、球面波、柱面波與高斯光束。

（1）平面波的復數表示:V=V0expi[ (k·r+φ0)]exp(-iωt)。

（2）球面波的復數表示:V(r，t)= exp[i(kr+φ 0)]exp(-iωt)。

（3）傍軸條件:ρ?z或ρ2?z2;遠場條件 ?π或ρ2?zλ。

（4）柱面波:V(r，t)=exp[i(kr+φ 0)]exp(-iωt)。

（5）高斯光束的電場強度 。

束寬w（z）隨z變化，具有以下形式:

遠場發散角θ0 定義如下 。在傍軸近似下，高斯光束的等相面方程為=常數，其中。總相移為。

4.五種偏振光:自然光、線偏振光、部分偏振光、圓偏振光和橢圓偏振光。偏振態表示:瓊斯矢量法、斯托克斯參量法及邦加球法。

5.電磁波的能量、動量與角動量。

（1）電磁波的能量守恒關系為

即單位時間內所考慮空間中電磁能的增量等于單位時間內非靜電力所做的功P減去焦耳熱損耗Q和坡印廷矢量的面積分。

（2）電磁波的動量守恒關系為

即體積V內電磁場動量的變化率等于帶電粒子對場的作用力及體積V以外的場對體積V中的場的作用力之和。法向矢量為n的單位面積上受到的應力，即物體在電磁場中受到的應力或者物體受到的光壓為

fn-n·T

（3）電磁波的角動量守恒關系為

即在體積V中，帶電體的機械角動量Lm 與電磁場的角動量Lem的總和的時間變化率等于單位時間內從體積V表面Σ流入的電磁場的角動量。

6.光度學

（1）輻射通量:單位時間內光源發出或通過一定接受界面的輻射能量，稱為輻射通量或輻射功率，國際單位為瓦（W）。

（2）光通量:光通量是描述輻射通量所引起的視覺強度的物理量，國際單位為流明（lumen）。通常表示為，最大光功當量KM=683lm/W。

（3）發光強度:點光源Q在某一方向上單位立體角內發出的光通量，稱為發光強度。單位為坎德拉（Candela，記為cd），1坎德拉=1流明/1球面度（1cd=1lumen/1sr）。用I表示，其微分形式的定義式為

（4）亮度:在擴展光源中，面元dS在某特定方向上單位投影面積的發光強度，定義為該方向的亮度，單位為流明/（米2·球面度）[lm/（m2·sr）]或熙提[stilb（sb）]，1熙提=1流明/（厘米2·球面度）[1sb=1lm/（cm2·sr）]。用B表示為

（5）照度:被光照射的表面上，單位面積上的光通量，稱為照度。單位為勒克斯（lux，記作lx）或輻透（phot，ph）。例如，通過面元dS的光通量為dΦ，則該面元上的照度為

點光源產生的照度為，反映了照度的余弦定律和平方反比定律。面元dS在dS'上產生的照度為。這里，dS'與dS的地位完全對等，表明光源的表面面元與被照表面的面元具有互易關系，即亮度為B的面光源dS'將在dS上產生相同的光通量。