怎麼理解用復場強來表示圓偏振光?

時間 2021-09-21 04:45:40

1樓:呆子蠏

我原來一直以為取復場強是為了計算方便,郭碩鴻的電動力學上解一維平面波說,『以上為了計算方便採用了複數形式,對於實際存在的場強應該理解為取上式的實數部分』。

最近碰到乙個問題,光在磁場下的偏振分解。磁場對應量子化軸,光場的偏振可以理解為乙個量子態(量子力學裡面這種半經典的東西經常用,算光和原子相互作用的時候,電場當作乙個常量,所以我把它理解為量子態了,方便分解電場強度,二次量子化完,這些電磁場又變成算符了,一路蒙蔽,這裡有點亂,樓主可以跳過),在這個軸下,我對量子態做乙個分解,可以分解為sigma+,sigma-,pi三種(有磁場的時候,不說左旋,右旋,線偏,這種說法一般是在沒有磁場的時候,即沒有量子化軸的時候這麼說)。對於pi(線偏振),復場強取模,對應電場強度,但是這個電場強度從實數部分(復場強取實數部分,然後再乘sqrt(2),再整體平方,然後取時間平均開根號)來看,算作有效值。

一開始,我堅持認為這個pi偏振電場強度應該算sqrt(2),而且,乙個pi(線偏振光)可以分解成2個sigma+和sigma-(左旋和右旋圓偏振光)的疊加,那麼,sigma+或者sigma-(圓偏光)的電場強度應該是pi的1/2,但是寫成復場強的形式的話,sigma+或者sigma-(圓偏光)的電場強度是pi的1/sqrt(2),想了2,3天(自己太蠢了,和老闆爭論了一天),其實這無所謂,這只是表示問題,最後我實驗上測光功率換算過去的電場強度就是有效值(有效值和最大值不就差sqrt(2))。

老闆當時被我搞蒙了,沒看清楚問題(我現在還沒告訴他我犯了多麼愚蠢的乙個錯誤),他只是堅持認為我不能取實數部分來表示電場,必須得用複數形式來表示。。然後跟我說複數是真實存在的。。你取實數部分這個只是低階的表示,適用於一些簡單的情況。。

這個電磁波必須得用複數來表示才是高階的,麥克斯韋方程用複數才能解出來。。然後我說我本科物理系老師說,電磁波用複數形式是沒有意義的,它取實數部分才有意義。然後,他跟我說,你們這個老師真是害人不淺啊。。

他這個理解是不對的。你看量子力學裡面那個相因子不就可以測出來嗎。。不解決問題,人家引入複數幹嘛,引入複數才是完備的。。

反正,上面那個問題,我覺得只是表示問題,至於為什麼要復場強表示圓偏振光,有何種更深層次的含義,我還沒想到。

唉,說了半天,沒回答樓主的問題,抒發了一下自己昨天爭論完,今天又想了一下午的感想。。

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