6.2: Вступ
У цьому розділі ми вивчимо, як поширюється світло. Поширення світла виявляє його хвилеподібну природу: в експерименті з подвійною щілиною ми зробили висновок з інтерференційної картини, що спостерігається на екрані, що світло - це хвиля. Щоб більш переконливо продемонструвати, що світло - це дійсно хвиля, нам потрібна детальна кількісна модель поширення світла, яка дає експериментально перевірені прогнози.
Але точний опис поширення світла важливий не тільки для фундаментальної науки, він також має безліч практичних застосувань. Наприклад, якщо зразок потрібно проаналізувати, висвітлюючи його та вимірюючи розсіяне світло, слід враховувати той факт, що на виявлене світло вплинув не тільки зразок, але і зразок, і поширення. Інший приклад - літографія. Якщо візерунок потрібно надрукувати на підкладці за допомогою маски, яка освітлюється, слід усвідомити, що коли між маскою та фоторезистом існує певна відстань, світло, яке досягає опору, не має точної форми маски через ефекти поширення. Таким чином, маску потрібно розробити, щоб компенсувати цей ефект.

У розділі1.4 ми вивели, що в однорідній речовині (тобто діелектрична проникність постійна) для кожної складової часово-гармонічного електромагнітного поляU(r,t)=Re[U(r)e−iωt] комплексне полеU(r) задовольняє скалярному рівнянню Гельмгольца1.5.14 (∇2+k2)U(r)=0,
Коли показник заломлення не є постійним, рівняння Максвелла більше не еквівалентні хвильовому рівнянню для окремих компонентів електромагнітного поля, і тоді відбувається зв'язок компонентів завдяки операторам завитків у рівнянні Максвелла. Коли зміна показника заломлення відбувається повільно за шкалою довжини хвилі, скалярне хвильове рівняння все ще може бути хорошим наближенням, але для структур, що змінюються за шкалою довжини хвилі (тобто за шкалою десяти мікрон або менше), скалярне хвильове рівняння недостатньо точне.