电磁波，平均能流密度正比于电场强度振幅A的平方值

电磁波，平均能流密度正比于电场强度振幅A的平方值

学习目的 　　　　 课堂问答　　　 例题讲解　　　 在线评测 　　　　　　　　　§1.1 光的电磁理论 　　在十九世纪七十年代，麦克斯韦发展了电磁理论，从而导致电磁波的发现．电磁波在不同介质的分界面上发生反射和折射现象，在传播中出现干涉、衍射和偏振等现象．而根据当时已有的知识，光波也具有完全相似的干涉、衍射和偏振等现象，按照麦克斯韦理论，电磁波在真空中的传播速度 ，在实验误差范围以内，这个常数c与已测得的光速相等．于是麦克斯韦得出这样的结论：光是某一波段的电磁波，c就是光在真空中的传播速度． 　　在介质中电磁波的速度为真空中的 倍： 　　　　　　　　　　　　　　 式中 为介质的相对介电系数， 为相对磁导率．另外，光在透明介质里的传播速度v小于真空中的速度c．c与v的比值是该透明介质的折射率，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　既然光是电磁波，将上两式相比较可得： 　　　　　　　　　　　　　　　　　 这个公式把光学和电磁学这两个不同领域中的物理量联系起来了． 　　电磁波的电场强度E、磁场强度H都和传播方向垂直，因而电磁波是横波．可以证明，对人的眼睛或感光仪器起作用的是电场强度E，所以我们说光波中的振动矢量通常指的是电场强度E． 　　在电磁波中能为人眼所感受的波长 约在 的狭窄范围以内，对应的频率范围是 赫兹．这个波段内的电磁波叫做可见光．在可见光的范围内不同的频率引起不同的颜色感觉． 　　波动的传播总是伴随着能量的传递，这个过程一般用平均能流密度(在一个振动周期内的平均值)来描述．人眼的视网膜或物理仪器(光电管、感光板等)所检测到的光的强弱都是由能流密度的大小来决定的．所谓能流密度，是指在单位时间内通过与波的传播方向垂直的单位面积的能量，或表示为通过单位面积的功率．任何波动所传递的平均能流密度与振幅的平方成正比，对于电磁波，平均能流密度正比于电场强度振幅A的平方值．所以，光的强度或光照度(即平均能流密度)为 　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　在波动光学中，主要是讨论光波所到之处的相对光照度．因而通常只需计算光波在各处的振幅的平方值，而不需要计算各处的光照度的绝对值．因此，常把振幅的平方所表征的光照度称为光强度，即 　　　　　　　　　　　　　　　　 这里 应为相对强度，与所处媒质的折射率有关．