1)Электромагнитная природа света.Световые волны.Волновое уравнение и простейшие модели световых волн, вытекающие из уравнений максвелла: плоская бегущая волна,сферическая волна.
Волнова́я тео́рия све́та — одна из теорий, объясняющих природу света. Основное положение теории основывается на том, что свет имеет волновую природу, то есть ведёт себя какэлектромагнитная волна (от длины которой зависит цвет видимого нами света).
Теория подтверждается многими опытами (в частности, опытом Т. Юнга), и данное поведение света (в виде электромагнитной волны) наблюдается в таких физических явлениях, какдисперсия, дифракция и интерференция света. Однако многие другие физические явления, связанные со светом, одной волновой теорией объяснить нельзя.
Теория берёт своё начало от Гюйгенса. Она рассматривает свет как совокупность поперечных монохроматических электромагнитных волн, а наблюдаемые оптические эффекты - как результат интерференции этих волн. При этом считается, что в отсутствие перехода энергии излучения в другие виды энергии эти волны не влияют друг на друга в том смысле, что, вызвав в некоторой области пространства интерференционные явления, волна продолжает распространяться дальше без изменения своих характеристик. Волновая теория электромагнитного излучения нашла своё теоретическое описание в работах Максвелла в форме уравнений Максвелла. Использование представления о свете как волне позволяет объяснить явления, связанные с интерференцией и дифракцией, в том числе структуру светового поля (построение изображений и голографию).
Свет может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как потокфотонов — частиц, обладающих определённой энергией, импульсом, собственным моментом импульса и нулевой массой.
В общем случае волновое уравнение записывается в виде
Бегущая монохроматичская волна-
(в
системе СИ),
Этот вектор по модулю равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.
Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компоненты E и H непрерывны (см. граничные условия), то вектор S непрерывен на границе двух сред.
Если источник возмущения мал (точка) и скорость распространения возмущения во все стороны одинакова (изотропная среда), то фронт волны должен иметь вид сферической поверхности с центром в источнике. В таком случае волна называется сферической. Уравнение такой монохроматической сферической волны имеет вид:
,
где 
–
амплитуда волны, f0 –
амплитуда на единичном расстоянии r от
источника. Выражение это показывает,
что амплитуда сферической волны
уменьшается пропорционально расстоянию
от источника.
Уравнения сферической монохроматической электромагнитной волны можно записать в следующем виде:
,
.
В комплексной форме эти уравнения принимают вид:
,
.
Сферическая волна соответствует источнику точечного размера, т. е. представляет абстракцию. Однако даже при источнике конечного размера фронт волны на достаточно большом расстоянии r будет сферической поверхностью с достаточным приближением.
В практической оптике для многих задач можно считать фронт сферическим, если расстояние r превосходит линейные размеры источника в десять раз или более.