本章小结

1.麦克斯韦方程组的积分形式为

微分形式为

本构关系为

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

若界面处没有自由电荷、电流分布，则得到四个边界条件为

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

2.波动方程与和亥姆霍兹方程分别为

3.平面波、球面波、柱面波与高斯光束。

（1）平面波的复数表示:V=V0expi[ (k·r+φ0)]exp(-iωt)。

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

（3）傍轴条件:ρ≪z或ρ2≪z2;远场条件 ≪π或ρ2≪zλ。

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

（5）高斯光束的电场强度 。

束宽w（z）随z变化，具有以下形式:

远场发散角θ0 定义如下 。在傍轴近似下，高斯光束的等相面方程为=常数，其中。总相移为。

4.五种偏振光:自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光。偏振态表示:琼斯矢量法、斯托克斯参量法及邦加球法。

5.电磁波的能量、动量与角动量。

（1）电磁波的能量守恒关系为

即单位时间内所考虑空间中电磁能的增量等于单位时间内非静电力所做的功P减去焦耳热损耗Q和坡印廷矢量的面积分。

（2）电磁波的动量守恒关系为

即体积V内电磁场动量的变化率等于带电粒子对场的作用力及体积V以外的场对体积V中的场的作用力之和。法向矢量为n的单位面积上受到的应力，即物体在电磁场中受到的应力或者物体受到的光压为

fn-n·T

（3）电磁波的角动量守恒关系为

即在体积V中，带电体的机械角动量Lm 与电磁场的角动量Lem的总和的时间变化率等于单位时间内从体积V表面Σ流入的电磁场的角动量。

6.光度学

（1）辐射通量:单位时间内光源发出或通过一定接受界面的辐射能量，称为辐射通量或辐射功率，国际单位为瓦（W）。

（2）光通量:光通量是描述辐射通量所引起的视觉强度的物理量，国际单位为流明（lumen）。通常表示为，最大光功当量KM=683lm/W。

（3）发光强度:点光源Q在某一方向上单位立体角内发出的光通量，称为发光强度。单位为坎德拉（Candela，记为cd），1坎德拉=1流明/1球面度（1cd=1lumen/1sr）。用I表示，其微分形式的定义式为

（4）亮度:在扩展光源中，面元dS在某特定方向上单位投影面积的发光强度，定义为该方向的亮度，单位为流明/（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表示为

（5）照度:被光照射的表面上，单位面积上的光通量，称为照度。单位为勒克斯（lux，记作lx）或辐透（phot，ph）。例如，通过面元dS的光通量为dΦ，则该面元上的照度为

点光源产生的照度为，反映了照度的余弦定律和平方反比定律。面元dS在dS'上产生的照度为。这里，dS'与dS的地位完全对等，表明光源的表面面元与被照表面的面元具有互易关系，即亮度为B的面光源dS'将在dS上产生相同的光通量。