第一章光的电磁理论课件.ppt

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1、第第1章章 光的电磁理论光的电磁理论n1.1 电磁波谱电磁波谱 电磁场基本方程电磁场基本方程n1.2 光波在各向同性介质中的传播光波在各向同性介质中的传播n1.3 光波的偏振特性光波的偏振特性n1.4 光波在介质界面上的反射和折射光波在介质界面上的反射和折射n1.5 光波场的频率谱光波场的频率谱n1.6 球面光波与柱面光波球面光波与柱面光波1第4章 光的电磁理论1.1 电磁波谱电磁波谱 电磁场基本方程电磁场基本方程n1.1.1 电磁波谱电磁波谱n电磁波按其频率或波长排列构成波谱，覆盖了从电磁波按其频率或波长排列构成波谱，覆盖了从 射线到无线电波的一个相当广阔的频率范围。射线到无线电波的一个相当

2、广阔的频率范围。2第4章 光的电磁理论1.1.1 电磁波谱电磁波谱n光光是是特特定定波波段段的的电电磁磁波波。可可见见光光只只占占一一个个很很窄窄谱谱带带，真真空空中中的的波波长长范范围围约约为为390 760 nm，相相应应的频率范围约为的频率范围约为81014 41014 Hz。n一一般般所所谓谓光光学学波波段段，除除可可见见光光外外，还还包包括括紫紫外外线线和和红红外外线线，其其波波长长范范围围约约为为1 nm l mm（频频率率范范围约为围约为1012 41016 Hz）。）。3第4章 光的电磁理论1.1.1 电磁波谱电磁波谱4第4章 光的电磁理论太赫兹技术nTHzTHz波所处的位置正

3、好处于宏观经典理论向微观量子理波所处的位置正好处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区（论的过渡区（0.1T-10T0.1T-10T）；）；n(1)(1)瞬态性：脉宽在皮秒量级（瞬态性：脉宽在皮秒量级（1010-12-12），时间分辨高；），时间分辨高；n(2)(2)宽带性宽带性n(3)(3)相干性，由相干电流驱动的偶极子振荡产生，或由相干性，由相干电流驱动的偶极子振荡产生，或由相干的激光脉冲通过非线性光学差频变换产生。相干的激光脉冲通过非线性光学差频变换产生。5第4章 光的电磁理论n(4)(4)低能性：低能性：THzTHz光子的能量只有光子的能量只有1010-3-3eVeV，无损无损检测，适合

4、生物大分子与活性物质结构的研究；检测，适合生物大分子与活性物质结构的研究；n(5)THz(5)THz辐射具有很好的穿透性，它能以很小的辐射具有很好的穿透性，它能以很小的衰减穿透物质如烟尘、墙壁、布料及陶瓷等，衰减穿透物质如烟尘、墙壁、布料及陶瓷等，在环境控制与国家安全方面能有效发挥作用在环境控制与国家安全方面能有效发挥作用6第4章 光的电磁理论1.1.1 电磁波谱电磁波谱n光波的特点光波的特点波波长长比比周周围围的的物物体体小小得得多多，而而又又比比组组成成物物体体的的原原子子尺尺寸寸大大得得多多，从从而而可可以以采采取取一一些些合合理理的的近近似似处处理。理。光光的的频频率率太太高高，每每个

5、个光光子子的的能能量量又又太太小小，目目前前无无线线电电技技术术的的响响应应速速度度达达不不到到这这么么快快，核核物物理理技技术术的的灵灵敏敏度度达达不不到到这这么么高高，所所以以一一般般只只能能用用光光敏敏探探测器检测光辐射的平均强度（光强）。测器检测光辐射的平均强度（光强）。7第4章 光的电磁理论1.1.1 电磁波谱电磁波谱n电电磁磁波波在在长长波波端端表表现现出出显显著著的的波波动动性性，而而在在短短波波端则表现出极强的粒子性。端则表现出极强的粒子性。n对对于于光光波波来来说说，其其波波粒粒二二象象性性的的特特征征表表现现得得更更为为突出。突出。(h=6.62610-34JS）8第4章

6、光的电磁理论1.1.1 电磁波谱电磁波谱n光光波波也也可可以以作作为为信信息息的的载载体体而而远远距距离离传传输输信信息息，即光通信。即光通信。n光通信的优点是传输的信息量极大而噪声极低。光通信的优点是传输的信息量极大而噪声极低。n有有人人提提出出利利用用“光光的的压压缩缩态态”，把把噪噪声声降降低低到到量量子子极极限限以以下下，从从而而可可大大大大提提高高光光通通信信的的效效率率，并并有有可可能能检检测测到到引引力力波波的的信信号号，这这在在物物理理学学界界是十分引人注目的设想。是十分引人注目的设想。9第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n光波是一种时变电磁场，时变电

7、磁场的基本方光波是一种时变电磁场，时变电磁场的基本方程是麦克斯韦电磁方程组，其积分形式为程是麦克斯韦电磁方程组，其积分形式为10第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n麦克斯韦电磁方程组的微分形式麦克斯韦电磁方程组的微分形式11第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n由麦克斯韦方程组可知：由麦克斯韦方程组可知：n不不仅仅电电荷荷和和电电流流是是产产生生电电磁磁场场的的源源，而而且且时时变变电电场场和和时时变变磁磁场场互互相相激激励励，因因此此，时时变变电电场场和和时时变变磁磁场场构构成成了了不不可可分分割割的的统统一一整整体体时时变变电磁场。电磁场。

8、n麦麦克克斯斯韦韦方方程程组组是是电电磁磁理理论论的的核核心心。从从麦麦克克斯斯韦韦方方程程组组出出发发，结结合合具具体体的的边边界界条条件件及及初初始始条条件件，可以定量地研究光的各种传输特性。可以定量地研究光的各种传输特性。12第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n物质方程物质方程 描述媒质对电磁场量响应特性的方程描述媒质对电磁场量响应特性的方程媒质的电磁特性分为：媒质的电磁特性分为：均匀与非均匀、均匀与非均匀、各向同性与各向异性、各向同性与各向异性、线性与非线性。线性与非线性。13第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n边界条件边界条件由积分

9、形式的麦克斯韦方程组可导出时由积分形式的麦克斯韦方程组可导出时变电磁场在两媒质分界面上边界条件变电磁场在两媒质分界面上边界条件14第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n光光学学中中，在在两两种种电电介介质质的的分分界界面面，有有Js0，s0。其边界条件为其边界条件为15第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n电磁场的能量密度为16第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n电磁波有能量在空间流动。电磁波有能量在空间流动。n为为了了描描述述电电磁磁能能量量的的流流动动的的大大小小和和方方向向，引引入入能能流流密密度度矢矢量量坡坡印印

10、廷廷矢矢量量S，S的的大大小小表表示示在在任任一一点点处处垂垂直直于于传传播播方方向向上上的的单单位位面面积积上上、在在单单位位时时间间内内流流过过的的能能量量。S的的方方向向就就是是该该点点处处电电磁磁波波能能量流动的方向。量流动的方向。E、H和和S之间满足右手螺旋关系之间满足右手螺旋关系17第4章 光的电磁理论1.1.2 电磁场基本方程电磁场基本方程n光强光强由由于于光光的的频频率率太太高高，只只能能用用光光敏敏探探测测器器检检测测光光辐辐射射的平均强度。的平均强度。在在实实用用中中,用用能能流流密密度度的的时时间间平平均均值值表表征征光光波波的的能能量量传传播播，称称为为光光强强度度，以

11、以 I 表表示示。设设光光探探测测器器的的响响应时间为应时间为，则，则n对对于于光光波波中中所所包包含含的的信信息息(光光波波的的强强度度、偏偏振振态态、相位、频率相位、频率)的检测只能通过光强的测量来实现。的检测只能通过光强的测量来实现。n光强是光学中的一个重要的物理量。光强是光学中的一个重要的物理量。18第4章 光的电磁理论1.2 光波在各向同性介质中的传播光波在各向同性介质中的传播n1.2.1 波动方程波动方程麦克斯韦方程组指出，随时间变化的电场产生变麦克斯韦方程组指出，随时间变化的电场产生变化的磁场，随时间变化的磁场产生变化的电场；化的磁场，随时间变化的磁场产生变化的电场；变化的电场和

12、磁场之间相互联系，相互激发，并变化的电场和磁场之间相互联系，相互激发，并且以一定速度向周围空间传播。形成电磁波。且以一定速度向周围空间传播。形成电磁波。n从麦克斯韦方程出发，可以证明电磁场的传播具从麦克斯韦方程出发，可以证明电磁场的传播具有波动性。有波动性。19第4章 光的电磁理论1.2.1 波动方程波动方程n在无界的均匀介质中在无界的均匀介质中(、为常数，为常数，为零为零)，在，在远离辐射源的无源区域远离辐射源的无源区域(、J为零），结合物质方为零），结合物质方程，可将麦克斯韦方程组化简为程，可将麦克斯韦方程组化简为:20第4章 光的电磁理论1.2.1 波动方程波动方程n由以上方程组可导出波

13、动方程为表明时变电磁场是以速度传播的电磁波动。21第4章 光的电磁理论1.2.1 波动方程波动方程n由线性微分方程描述的系统称为线性系统。线性由线性微分方程描述的系统称为线性系统。线性齐次微分方程的一个重要特性就是它的解满足叠齐次微分方程的一个重要特性就是它的解满足叠加原理。加原理。n波速与传输介质有关。在同一介质中，波速随波波速与传输介质有关。在同一介质中，波速随波长（或频率）变化的现象叫色散。长（或频率）变化的现象叫色散。22第4章 光的电磁理论1.2.1 波动方程波动方程n在真空中，光波的传播速度为在真空中，光波的传播速度为这个数值与实验中测出的真空中光速的数值非常接近。这个数值与实验中

14、测出的真空中光速的数值非常接近。历史上，麦克斯韦正是以此作为预言光是一种电磁波历史上，麦克斯韦正是以此作为预言光是一种电磁波的重要依据。的重要依据。23第4章 光的电磁理论1.2.1 波动方程波动方程n光波在真空中的速度与在介质中的速度之比称为光波在真空中的速度与在介质中的速度之比称为介质的折射率，记为介质的折射率，记为n,即即上式将描述介质光学性质的常数和描述介质电磁学上式将描述介质光学性质的常数和描述介质电磁学性质的常数联系起来了。性质的常数联系起来了。对于一般的非铁磁物质，对于一般的非铁磁物质，r 1，有有24第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n波动振动在空间的传播。波动振动

15、在空间的传播。n振动相位相同的点组成的面振动相位相同的点组成的面波面波面/等相面。等相面。n等等相相面面在在空空间间随随时时间间移移动动。球球面面波波，柱柱面面波波，平平面面波作为三种基本波型（基元波）。波作为三种基本波型（基元波）。n波面上的场矢量都相等的平面波称为均匀平面波。波面上的场矢量都相等的平面波称为均匀平面波。n如如果果均均匀匀平平面面波波的的空空间间各各点点的的电电磁磁振振动动都都是是以以同同一一频频率率随随时时间间作作正正弦弦或或余余弦弦变变化化（简简谐谐振振动动），这这样样的光波就叫做时谐均匀平面波，简称时谐平面波。的光波就叫做时谐均匀平面波，简称时谐平面波。25第4章 光的

16、电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n假设均匀平面波沿假设均匀平面波沿+z方向传播，即方向传播，即E和和H仅是仅是z和和t的函数，波动方程简化为的函数，波动方程简化为这这是是行行波波的的表表示示式式，表表示示源源点点的的振振动动经经过过一一定定的的时时间间推推迟后才传播到场点。迟后才传播到场点。其解为xyzv26第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n对应频率为对应频率为 时谐均匀平面的特解为时谐均匀平面的特解为式中，矢量式中，矢量E0和和H0的模分别是时谐电场和时谐磁场的模分别是时谐电场和时谐磁场的振幅，矢量的振幅，矢量E0和和H0的方向分别表示时谐电场和时的方向分别表示时谐电场和时谐

17、磁场的振动方向，谐磁场的振动方向，0为初相位。为初相位。27第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时间周期性用周期时间周期性用周期(T)、频率频率(v)、圆频率圆频率()表征，表征，三者之间有关系三者之间有关系k：包含在空间包含在空间2 内的波长数。内的波长数。n空间周期性可用波长空间周期性可用波长()、和波数、和波数(k)、空间频率空间频率(f)表征表征:n位相位相 是时间和空间坐标的函数，表示是时间和空间坐标的函数，表示平面波在不同时刻空间各点的振动状态。平面波在不同时刻空间各点的振动状态。n理想的时谐均匀平面光波是在时间上无限延续，理想的时谐均匀平面光波是在时间上无限延续，空间

18、上无限延伸的光波动，具有时间、空间周期性。空间上无限延伸的光波动，具有时间、空间周期性。28第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时谐平面波的常用形式时谐平面波的常用形式（时空变量对称）（时空变量对称）沿沿Z方向传播的时谐平面波方向传播的时谐平面波29第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n同同一一时时间间频频率率的的光光波波在在不不同同介介质质中中具具有有不不同同的的传传播速度。在介质中将改变为播速度。在介质中将改变为n真空中的波数真空中的波数k与介质中的波数与介质中的波数k 有下列关系有下列关系n几何路程与介质折射率的乘积定义为光程，用几何路程与介质折射率的乘积定义为光程

19、，用 表示。表示。即光在折射率为即光在折射率为n的介质中传播的介质中传播z 距离引起的相位改变距离引起的相位改变与在真空中传播与在真空中传播nz距离引起的相位变化相同。距离引起的相位变化相同。30第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n与光程对应的相位变化与光程对应的相位变化为n与光程差对应的时间差与光程差对应的时间差为t/c 介质中两点间的光程等于两点间的传输时间乘真介质中两点间的光程等于两点间的传输时间乘真空光速。空光速。31第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时谐均匀平面波的复数表示时谐均匀平面波的复数表示由欧拉(Euler)公式 可将沿可将沿+z方向传播的时谐平面波

20、方向传播的时谐平面波表示为式中，Re 表示对方括号内的复函数取实部。32第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n进一步简化，直接用复数表示时谐均匀平面波直接用复数表示时谐均匀平面波再将上式改写为其中，称为复振幅复振幅，仅为空间坐标的函数，与时间无关。33第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n同样，磁矢量可表示为同样，磁矢量可表示为在同频率光场中，由于在同频率光场中，由于exp(-i t)因子在空间各处都相同，因子在空间各处都相同，只考察光场的空间分布时（例如光的干涉、衍射、成只考察光场的空间分布时（例如光的干涉、衍射、成像等问题中），可将其略去不计，仅用复振幅描述时像等问题中

21、），可将其略去不计，仅用复振幅描述时谐平面波。谐平面波。34第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时谐均匀平面波的瞬时能流密度时谐均匀平面波的瞬时能流密度为式中，式中，H是是H的共轭复矢量。的共轭复矢量。35第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n由上式可得在一周期由上式可得在一周期T内的时间平均能流密内的时间平均能流密度，即光强为度，即光强为36第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波时谐均匀平面波n沿任意方向传播的时谐平面波沿任意方向传播的时谐平面波如图所示，引入波矢量如图所示，引入波矢量k，方向沿方向沿z 传播方向。传播方向。此平面波可表示为此平面波可表示为由可得

22、37第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时谐均匀平面电磁波的性质时谐均匀平面电磁波的性质电电场场波波动动方方程程和和磁磁场场波波动动方方程程的的时时谐谐平平面面波波解解并并不不是是独独立立的的，而而是是由由麦麦克克斯斯韦韦方方程程组组相相联联系系着的。着的。假设时谐均匀平面波仍沿假设时谐均匀平面波仍沿+z方向传播方向传播 式中，E0、H0是电场、磁场振幅，为角频率，0为初相位。38第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n横波性横波性即电矢量的振动方向和磁矢量的振动方向均恒垂直即电矢量的振动方向和磁矢量的振动方向均恒垂直于波的传播方向。由此可知平面电磁波是横电磁波于波的传播方

23、向。由此可知平面电磁波是横电磁波（TEM波）。波）。39第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n电矢量与磁矢量相互垂直电矢量与磁矢量相互垂直可见，E、H和波的传播方向单位矢量和波的传播方向单位矢量k0三者满足右螺旋关系。三者满足右螺旋关系。40第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n电矢量和磁矢量同相位电矢量和磁矢量同相位 即电场与磁场的数值之比为一正实数，因此，即电场与磁场的数值之比为一正实数，因此，E与与H同相同相位，同步变化，能流有确定的方向位，同步变化，能流有确定的方向,与波的传播方向一致。与波的传播方向一致。41第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n可把沿可

24、把沿+z方向传播、电矢量沿方向传播、电矢量沿x方向的时方向的时谐平面电磁波表示如图谐平面电磁波表示如图 42第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n时谐平面波的光强时谐平面波的光强在只考虑同一种介质中的光强的场合在只考虑同一种介质中的光强的场合，只关心光强，只关心光强的相对值，因而往往省略比例系数，把光强写成的相对值，因而往往省略比例系数，把光强写成43第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n光矢量光矢量光波中包含有电场矢量和磁场矢量。光波中包含有电场矢量和磁场矢量。从从波波的的传传播播特特性性来来看看，它它们们处处于于同同样样的的地地位位，相相互激励，不能分离。互激励，不能分

25、离。但但是是从从光光与与物物质质的的相相互互作作用用来来看看，其其作作用用不不同同。在在通通常常应应用用的的情情况况下下，磁磁场场的的作作用用远远比比电电场场弱弱，甚至不起作用。甚至不起作用。通通常常把把光光波波中中的的电电场场矢矢量量E称称为为光光矢矢量量，把把电电场场E的的振振动动称称为为光光振振动动。在在讨讨论论光光的的波波动动特特性性时时，只只考虑电场矢量考虑电场矢量E即可。即可。44第4章 光的电磁理论1.2.2 时谐均匀平面波n经一系列物理考虑后，对光波的数学描述经一系列物理考虑后，对光波的数学描述：n电磁波（E、H）n光矢量（E）n标量波（E）45第4章 光的电磁理论1.2.3

26、球面光波与柱面光波球面光波与柱面光波n时时谐谐平平面面波波是是描描述述光光波波的的基基本本模模型型。虽虽然然任任意意复复杂杂波波可可以以用用时时谐谐平平面面波波的的叠叠加加来来描描述述，但但有有两两种种特特殊殊波波面面（球球面面波波与与柱柱面面波波）的的光光波波可可用用更更简简洁洁的数学式来描述。的数学式来描述。n波波面面为为球球面面的的波波被被称称为为球球面面波波，理理想想点点光光源源发发出出的的波波为为球球面面波波。各各种种形形状状的的光光源源可可以以看看成成是是许许多多点点光光源源的的集集合合体体。所所以以，点点光光源源是是一一种种基基本本的的光光源。源。n波波面面为为柱柱面面的的波波被

27、被称称为为柱柱面面波波，理理想想线线光光源源发发出出的波为柱面波。的波为柱面波。46第4章 光的电磁理论1 球面光波球面光波n在真空或各向同性介质中的在真空或各向同性介质中的点光源点光源向外发射的光波是球向外发射的光波是球面光波，等相位面是以点光面光波，等相位面是以点光源为中心、随着距离的增大源为中心、随着距离的增大而逐渐扩展的同心球面，如而逐渐扩展的同心球面，如图所示。图所示。47第4章 光的电磁理论1 球面光波球面光波n选选择择点点光光源源在在坐坐标标原原点点位位置置。由由球球面面光光波波的的球球对对称称性性，其其波波动动方方程程仅仅与与r有有关关，与与坐坐标标、无无关关，所所以以球球面面

28、光光波波的的振振幅幅只只随随距距离离r变变化化。在在球球坐坐标标中中可将波动方程表示为可将波动方程表示为上式可改写为球对称的形式上式可改写为球对称的形式48第4章 光的电磁理论1 球面光波球面光波n与平面波方程比较可得发散（向外传播）的球面与平面波方程比较可得发散（向外传播）的球面波通解为波通解为n假定源点振动的初位相为零，假定源点振动的初位相为零，对应的时谐球面波对应的时谐球面波可表示为可表示为其中，其中，E0为离开点光源单位距离处的振幅值。为离开点光源单位距离处的振幅值。由此可知等振幅面与等相位面一致，都是由此可知等振幅面与等相位面一致，都是以点光源为以点光源为中心的同心球面，为均匀球面波

29、中心的同心球面，为均匀球面波。49第4章 光的电磁理论1 球面光波球面光波球面波的复数形式为球面波的复数形式为对应的复振幅为对应的复振幅为 可以证明，球面波的振幅随可以证明，球面波的振幅随r成反比例变化，这是忽成反比例变化，这是忽略介质对光的吸收、散射情况下能量守恒所要求的。略介质对光的吸收、散射情况下能量守恒所要求的。50第4章 光的电磁理论1 球面光波球面光波n对应会聚的球面波对应会聚的球面波n严格的点光源是不存在的严格的点光源是不存在的,理想的球面波或平面波理想的球面波或平面波是不存在的是不存在的.n光学上，当光源的尺寸远小于考察点至光源的距离光学上，当光源的尺寸远小于考察点至光源的距离

30、时，往往把该光源称为点光源，它发出的波可以近似时，往往把该光源称为点光源，它发出的波可以近似当作球面波处理当作球面波处理.51第4章 光的电磁理论2 柱面光波柱面光波n一一根根各各向向同同性性的的无无限限长长（同同步步的的）线线光光源源，向向外外发发射射的的波波是是柱柱面面光光波波，其其等等相相位位面面是是以以线线光光源源为为中中心心轴轴、随随着着距距离离的的增增大大而而逐逐渐渐展展开开的的同同轴轴圆圆柱柱面面，如如图图所所示示。在在光光学学中中，用用一一平平面面波波照照射射一一狭狭缝缝可可获获得柱面波。得柱面波。52第4章 光的电磁理论2 柱面光波柱面光波n在柱坐标中，柱面波的波动方程表示为

31、在柱坐标中，柱面波的波动方程表示为上式可改写为上式可改写为向外传播的柱面波的通解为向外传播的柱面波的通解为53第4章 光的电磁理论2 柱面光波柱面光波n对应的时谐柱面波为对应的时谐柱面波为式中，式中，E0是离开光源单位距离处光波的振幅值。是离开光源单位距离处光波的振幅值。可见，可见，柱面光波的振幅与成反比。其复数形式和复振幅为柱面光波的振幅与成反比。其复数形式和复振幅为54第4章 光的电磁理论2 柱面光波柱面光波n对应会聚的柱面波对应会聚的柱面波55第4章 光的电磁理论2 柱面光波柱面光波n平平面面波波、球球面面波波和和柱柱面面波波的的等等相相位位面面和和等等振振幅幅面面重重合，都是光波的基本形式。合，都是光波的基本形式。n只只要要把把光光源源放放在在足足够够远远的的位位置置，并并且且当当考考察察区区域域比比较较小小时时，可可忽忽略略振振幅幅随随r的的变变化化，将将球球面面波波和和柱柱面面波波都可近似地看成为平面波，如图所示。都可近似地看成为平面波，如图所示。n或或者者把把点点光光源源放放在在透透镜镜的的焦焦点点上上，利利用用透透镜镜的的折折射射将球面光波变为平面光波。将球面光波变为平面光波。56第4章 光的电磁理论