8. 光とは何か：光線からマクスウェルへ

光線と振幅 #

波長が開口や障害物より十分短いとき、光線近似が役立ちます。屈折の法則は

n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2.

角度は面の法線から測ります。干渉ではコヒーレントな振幅を足してから二乗します。同じ大きさの振幅なら

I\propto2E_0^2(1+\cos\Delta\phi).

独立した光源の平均では干渉項が消え、強度が加算される場合があります。

電荷と電流のない真空で、マクスウェル方程式から

\nabla^2\mathbf E-\mu_0\epsilon_0\partial_t^2\mathbf E=0,\qquad c=(\mu_0\epsilon_0)^{-1/2}.

c=299792458 m/s は厳密な SI 定義です。現在の SI では μ₀、ε₀ の個々の値は厳密な定義定数ではありません。偏光は横波の構造を示します。マイケルソン・モーリー実験はエーテル模型を制限しました。古典的に予想された先頭の信号は v/c の二次でした。