Квантовая и оптическая электроника

2. Электромагнитные волны являются поперечными. Векторы v, Ё и Н вза­ имно перпендикулярны и образуют правовинтовую систему. 3. Энергия электромагнитного поля в единице объема, называемая объемной плотностью энергии излучения, p = SoE^I2+ (2.1) Распространение электромагнитной энергии в пространстве характеризуется вектором Пойнтинга S: S = [ e x h ] . Его направление совпадает с направлением распространения энергии излучения, а абсолютное значение в единицах 2 2 Дж/(м с)=Вт/м равно количеству энергии, переносимой электромагнитной вол­ ной в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярную направле­ нию вектора S, то есть S = рс. Отношение энергии, переносимой излучением, ко времени переноса, значи­ тельно превышающему период световых колебаний, называется потоком излуче­ ния или световым потоком. Он измеряется в ваттах. В качестве энергетической характеристики часто пользуются понятием интенсивности излучения /, под ко­ торой понимают величину 1 = 5 . Линия, касательная в каждой точке которой совпадает с направлением переноса энергии (т.е. с направлением распространения волны в этой точке), называется световым лучом. 4. Наряду с энергией электромагнитное поле переносит импульс, распреде­ ленный в пространстве с объемной плотностью Р: P=[Ёxй}c^ =S/c^. (2 2) Частота электромагнитных колебаний в оптическом диапазоне очень велика. Все известные приемники оптического излучения реагируют не на электрическое или магнитное поле волны, а на плотность светового потока, усредненную за вре­ мя наблюдения. Фотоны. Ряд экспериментальных фактов (фотоэффект, эффект Комптона, законы излучения абсолютно черного тела) свидетельствует, что кроме волновых свойств свету (электромагнитному излучению) присуш,и корпускулярные свой­ ства. Элементарная частица (квант) электромагнитного излучения называется фо­ тоном. Перечислим основные свойства фотона.