由于波导的作用,光波的某个方向上的标量波动方程,在运动过程中不会与其他方向上的光波发生联系,那么我们可以单独的研究这个方向上的光

来源: marketreflections 2011-03-04 12:28:22 [] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读: 次 (3947 bytes)
标量波和矢量波(转载) [转贴 2009-03-25 08:58:34]   
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   提出四个基本名词:1,标量波;2,矢量波;3,标量波方法;4,矢量波方法。

    以光波来举例(为了简要说明,约定该光波为平面波,光波的能量方向为z轴。坐标系为传统的xyz坐标系)。

    光波的波动方程,含有振幅(常用电场矢量来表示)和相位。

    上述四个名词,都是通过光波的振幅来定义的。

    显然,通性的描述一个光波,由于振幅是矢量,显然是矢量波。分析这个光波在波导中运动的特性,我们也称之为矢量波方法。

    有时,比如说(线偏振光),振幅这个矢量只有一个方向(x或者y轴)上的分量,于是我们就可以用标量来简化描述振幅,称此时的光波为标量波。

    又有时,虽然振幅是矢量,但是可以将振幅分解成在相互正交上的两个矢量的叠加(x轴和y轴),则此时就可以用两个标量波表示原来的矢量波。

    综上所述,可以对标量波和矢量波做总结如下:

    所有的光波,都是矢量波。所有的矢量波,都可以分解成不同方向上的标量波的叠加。

    引入矢量波和标量波的概念,是为了更好的说明标量波方法和矢量波方法。

    在实际的处理光波时,我们考虑的是光波的运动,是光波的振幅的变化。

    如果由于波导的作用,光波的某个方向上的标量波动方程,在运动过程中不会与其他方向上的光波发生联系,那么我们可以单独的研究这个方向上的光波的运动情况,可以在整个波导范围内,一直用标量波来表示这个运动的光波,这样的研究方法,也叫做标量波方法。

    所以,标量波方法是矢量波方法在特殊情况下的简化。在很多时候,我们无法运用标量波方法,便使用矢量波方法。

   在光子晶体这种波导中,分析光的运动,人们采用过标量波方法,认为两种偏振可以分开处理,导致在很多情况下,理论结果和实验结果差别很大,所以,在光子晶体的这种拨到中,很多情况下,两种偏振是不可以分开处理的,它们是有着联系的。所以,后来人们采用矢量波方法,取得了很好的分析结果。

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相位不变性的若干讨论,相位代表的只是一种对于波动周期数的“客观的”计数,不应该随描述波动的时空坐标系而变化. -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (0 bytes) () 03/04/2011 postreply 12:37:02

相位不变性的若干讨论,相位代表的只是一种对于波动周期数的“客观的”计数,不应该随描述波动的时空坐标系而变化. -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (172 bytes) () 03/04/2011 postreply 12:37:54

磁矢量的切向分量也是连续的,实验事实已经表明,在光和物质的相互作用(如感光作用和生理作用)过程中,主要起作用的是光波中的电矢量E -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4303 bytes) () 03/04/2011 postreply 13:22:10

光频极高,介质的磁化机构几乎冻结,这样,光波传播行为就被简化为以单一矢量波E来描述,把光波的电矢量分为垂直入射面的S波和平行入射 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1127 bytes) () 03/04/2011 postreply 13:27:24

任何一个椭圆极化波还可以分解成两个取向正交的线极化波之和。通常,其中一个线极化波在水平面内取向(且垂直于传播方向),称水平极化波 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (12611 bytes) () 03/04/2011 postreply 13:34:44

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