第一章辐射场与物质的相互作用辐射场与物质的相互作用，尤其是共振相互作用方面取得的丰硕研究成果为激光器的问世和发展奠定了物理基础。一、电磁场的波动性麦克斯韦方程组微分形式D表示电感强度（电位移矢量）E表示电场强度B表示磁感强度H表示磁场强度ρ为封闭曲面内的电荷密度D表示电感强度（电位移矢量），ρ为封闭曲面内的电荷密度。电位移的散度等于该点处自由电荷的体密度。第一式为电场的高斯定理，表示电场可以是有源场，此时电力线发自正电荷，终止于负电荷。B表示磁感强度。磁感强度的散度处处为零。第二式为磁通连续定律，即穿过一个闭合面的磁通量等于零，表示穿入和穿出任一闭合面的磁力线的数目相等，磁场是个无源场，磁力线永远是闭合的。E表示电场强度，B表示磁感强度。电场强度的旋度等于该点处磁感强度变化率的负值。第三式为法拉第电磁感应定律，表示变化的磁场会产生感应的电场，这是一个涡旋场，其电力线是闭合的，不同于闭合面内有电荷时的情况。麦克斯韦指出，只要所限定面积中磁通量发生变化，不管有否导体存在，必定伴随变化的电场。磁场强度的旋度等于该点处传导电流密度与位移电流密度的矢量和。第四式为安培全电流定律，表示在交变电磁场的情况下，磁场既包括传导电流产生的磁场，也包括位移电流产生的磁场。传导电流意味电荷的流动，位移电流意味电场的变化，两者在产生磁效应方面是等效的。位移电流的引入，进一步揭示了电场和磁场之间的紧密联系。（二）物质方程物质方程物质方程给出了媒质的电学和磁学性质，它们是光与物质相互作用时媒质中大量分子平均作用的结果。麦克斯韦方程组和物质方程组成一组完整的方程组，用于描述时变场情况下电磁场的普遍规律。（三）电磁场的波动方程从麦克斯韦方程组出发，可得到电磁场的波动方程。为简单，讨论在无限大各向同性均匀介质的情况，此时，介电常数(电容率）ε、磁导率μ是常数，电导率σ=0。若电磁场远离辐射源，则封闭曲面内的电荷密度=0，=0又据物质方程取上式的旋度，并将根据矢量分析基本公式对于上述两式具有一般的波动微分方程的形式，表明E和H随时间和空间的变化是遵循波动的规律的，电磁场以波动形式在空间传播。电磁波的传播速度称为波动微分方程，表明电场和磁场以波动形式在空间传播当电磁波在真空中传播时，其传播速度为称电磁波在真空中的速度与介质中速度的比值为介质对电磁波的折射率可见光,即能引起人的视觉的电磁波。它的频率在3.9×1014～7.7×1014Hz之间,相应真空中的波长在7600Å～4000Å之间。不同频率的光，颜色也不同。频率与颜色如下表所示。4000Å紫红光7700~6200Å3.9×1014~4.8×1014Hz橙光6200~5900Å4.8×1014~5.1×1014Hz黄光5900~5600Å5.1×1014~5.4×1014Hz绿光5600~5000Å5.4×1014~6.0×1014Hz青光5000~4800Å6.0×1014~6.3×1014Hz蓝光4800~4500Å6.3×1014~6.7×1014Hz紫光4500~3900Å6.7×1014~7.7×1014Hz