光电子学教程 Chapter1 1.ppt

边界条件 电磁波的有关性质 （2）能量密度——电磁场内单位体积中包含的电场和磁场的能量。 （3）时谐变电磁场 3爱因斯坦光量子假说 Particle nature of light 认为光是由以光速c传播的物质单元——光子组成 1. 光子的物质性 2.光子的状态描述 （1）相体积：描述光子状态能被分辨的最小尺度。 测不准原理 （2）态密度  1.4波粒二象性 Particle-Wave Duality 单光子双缝实验 Particle-Wave Duality of Light： 光有时以波的形态出现，有时以粒子的形态出现； 当以波的形态出现时，即不具粒子性； 当以粒子的形态出现时，即不具备波动性； The photon nature of light will be important when discussing semi-conductor optoelectronics devices; For many other optical devices, the wave nature of light will be more important and will be discussed first; 波粒二象性——光波既有波动性也有粒子性 * * * * * * * * * * * * * * 光的波动理论与光子学说 物质的微观结构与能量状态 热辐射的一般概念 黑体辐射 自发辐射、受激吸收和受激辐射 谱线形状与宽度 均匀加宽与非均匀加宽 第一节 光的波动理论与光子学说 光的属性 Fight of light 麦克斯韦方程 Wave nature of light 爱因斯坦光量子假说 Particle nature of light 波粒二象性 Particle-Wave Duality 1.1光的属性 Fight About Light –I ：Pre-Newton Era（1600-1700） Snell’s law-Law of refraction 斯涅尔，荷兰数学家、物理学家。 发现光的折射定律 笛卡尔假设光是粒子，在光密介质中速度更快 提出动量守恒 几何学之父 反对笛卡尔的看法 1.1光的属性 Fight About Light –II：Post-Newton Era（1700-1800） Snell’s law-Law of refraction 牛顿 倾向于光是粒子 运动学三大定律 惠更斯 认为光是波动 导出Huygens原理 1.1光的属性 Post-Young Era（1800-1900） 双狭缝实验，光的干涉 证明光是波动 1.1光的属性 光是电磁波 波动说解释绕射现象 解释光通过大于波长的障碍物产生阴影 证明光会有横向振动 菲涅耳 麦克斯韦 推测光是电磁波 赫兹 实验证明电磁波的存在，光是电磁 波的一种 1.1光的属性 Post-Einstein Era（1900-） 光是粒子 1905年，延伸了Plank的观点，认为： 光的吸收与发射时，能量是量子化的； Photon，光子的概念 利用量子化概念彻底解释光电效应 1.2麦克斯韦方程 Wave nature of light E----电场强度 D----电位移矢量 D=ε0E+P P----电极化强度 B----磁感应强度 H----磁场强度 H=(B/μ0 ) – M M----磁化强度 介质的本构关系 电磁场的波动方程 * * * * * * * * * * * * *