Квантовая и оптическая электроника

брегают конечностью длины световой волны {Л-^0) и оптические законы форму­ лируют на языке геометрии. Считают, что световая энергия распространяется вдоль определенных кривых, называемых световыми лучами. В однородной среде световые лучи являются прямыми линиями. Пучки световых лучей не взаимодей­ ствуют друг с другом и после пересечения распространяются независимо. Основу геометрической оптики составляет принцип Ферма, называемый также принципом наикратчайшего оптического пути или принципом наименьше­ го времени. Согласно этому принципу свет распространяется мовду точками А и В по пути, оптическая длина которого минимальна, то есть по пути который тре­ бует наименьшего времени для его прохождения. Оптическая длина dV равна произведению показателя преломления п на геометрическую длину d/: Из принципа Ферма вытекают прямолинейность распространения света в од­ нородной среде и законы преломления и отражения. Электромагнитные волны. Явления дифракции и интерференции свиде­ тельствуют о волновой природе света и могут быть объяснены только в рамках волновой оптики, согласно которой свет представляет собой электромагнитные волны (колебания), распространяющиеся в вакууме с постоянной скоростью о б'=3-10 м/с. Волновая оптика базируется на уравнениях классической электроди­ намики, основу которой составляют уравнения Максвелла. Электрические и маг­ нитные свойства среды учитываются с помощью трех величин: относительной диэлектрической проницаемости f-:, относительной магнитной проницаемости fi и удельной электрической проводимости а. Важно, что при распространении элек­ тромагнитной волны в различных средах ее частота остается неизменной. Из уравнений Максвелла следует, что переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, и наоборот. В результате этого в пространстве распространяется переменное электромагнитное поле, называемое электртшг- иитными волнами. Такие волны, в частности, могут распространяться в вакууме. Рассмотрим основные свойства электромагнитных волн. 1. Электромагнитные волны распространяются в вакууме со скоростью с = jUy^ = 3-10^ м/с. Постоянная с называется электродинамической постоянной или скоростью света. 8о и fio электрическая и магнитная постоянные. л л