这部分内容很重要，因此不用英文

电磁学基础理论

Chapter 38 Maxwell’s Equations#

基础电磁学方程#

真空中

$$\begin{align} \oint \vec E\cdot d\vec A&=\frac{q_0}{\varepsilon _0}\\\oint \vec B\cdot d\vec A &=0\\\oint \vec E\cdot d\vec l &=-\iint \frac{\partial \vec B}{\partial t}\cdot d\vec A\\\oint \vec B\cdot d\vec l&=\mu_0i \end{align}$$

从上往下分别是

• 电的高斯定理
• 磁的高斯定理
• 法拉第电磁感应定律（磁的安培环路定理）
• 安培环路定力

电介质或者磁介质中

$$\begin{align} \oint \vec D\cdot d\vec A&=q_0\\\oint \vec E\cdot d\vec A &=0\\\oint \vec E\cdot d\vec l &=-\iint \frac{\partial \vec B}{\partial t}\cdot d\vec A\\\oint \vec H\cdot d\vec l&=i_0=\iint \vec j\dot d\vec A \end{align}$$

其中

$$\begin{aligned} & \vec{D}=\varepsilon_0\vec{E}+\vec{P}=\kappa_e\varepsilon_0\vec{E} \\ & \vec{B}=\mu_0(\vec{H}+\vec{M})=\kappa_m\mu_0\vec{H} \\ & \vec{j}_0=\sigma\vec{E} \end{aligned}$$$$\begin{cases} \nabla\bullet\vec{D}=\rho_{e0} \\ \nabla\bullet\vec{B}=0 \\ \nabla\times\vec{E}=-\frac{\partial\vec{B}}{\partial t} \\ \nabla\times\vec{H}=\vec{j}_0 & \end{cases}$$

对称性原则#

麦克斯韦方程组#

Chapter39 EMWave and Light waves#

Chapter40 Geometrical Optics-1#

40-1 Introduction#

• 光学是研究光的性质及其在不同材料中的传播。
• 光学的传统应用，如望远镜和显微镜，以及现代应用，包括信息存储与检索、CD播放器、超市条形码和光纤通信。
• 几何光学的概念，即光在尺寸远大于波长的对象上的传播情况。
• 反射reflection、折射refraction、干涉interference、衍射diffraction和偏振polarization
• mirrors 反射镜，lenses 透镜，prisms 棱镜

电磁波(EM waves)在不同材料中的传播依赖折射率(index of refraction, n)。

• 光在介质中的速度(v)与真空中的速度(c)的关系:$v=cn$
• 折射率是频率依赖的(frequency dependent)。

Three Laws of Geometrical Optics (几何光学三定律)

• The law of straight line propagation of light: 光在均匀介质(uniform material)中直线传播。
• The Law of Reflection: 反射光线(The reflected ray)位于入射平面(plane of incidence)内，且反射角($\theta_r$)等于入射角($\theta_i$)。
• The law of Refraction: 折射光线(The refracted ray)位于入射平面内，且满足 $n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$。

40-2#

期中考试#