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2002 年 9 月 25 日

光是什麼? (31) 光波表示法
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 昨天討論到 光的本質 電磁波 ,而非機械波; 光有 粒子的特性 、 也有著 波動的特性 。 那光到底該如何以數學式表達呢? 它既不能像水波般點波源的呈現圓形或球形波狀, 它又該可以很容意地表達出「波包」等粒子性; 而且在馬克士威方程式 中電磁波的表達式,電場 E 應該是和磁場 B 有著密不可分的情形。 綜合上述的條件,或許可用近似於「平面波 (Plane waves)」來表示 :
        E (xμ) = E0 (xμ)   ei (kα • xα)         和         B (xμ) = B0 (xμ)   ei (kα • xα)
式中 μ , α = 1, 2, 3, 4 ,四維位置 xμ ≡ (x1, x2 , x3 , x4) = (x , y , z , ct) , 四維「波數 (Wavenumber)」 kμ = (k , ω / c ) ; 其中 E0B0 稱為波的「振幅 (Amplitude)」, 波的振幅決定著波的「強度 (Intensity)」。 而 kα • xα 稱之為波的「相位 (Phase)」。

明日主題 : 光是什麼? (32) 光波的振幅
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作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

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