光学复习资料

1、第11章光学相干光:1、相干条件：频率相同、振动方向平行、位相差恒定2、相干光的产生：振幅分割法、波阵面分割法光程差:1、光程nL：介质折射率n与光的几何路程 L之积物理意义：光程就是光在介质中通过的几何路程按相位差相等折合到真空中的路程2、光程差.:两光程之差3、相位差.：=2 ：-干涉加强:干涉减弱:二-k ,k =0,1,2)W=-2k n ,k=0,1,2,川“ 一(2k D畀=0,1'2川b®=±(2k+1)nk=0,1,2，川4、透镜不引起附加的光程差三、双缝干涉:实验装置x光程差：匚r=r2ri：dsi nv-dd'干涉加强：X二r 二 dk.

2、n, k 二 0,1,2 d'干涉减弱：r "上二 _(2k 1),k =0,1,2d'2明条纹中心:pl IX h,k =0,1,2d暗条纹中心:d'/olJ门x(2k 1),k =0,1,2d2干涉条纹：明暗相间的等间距的条纹相邻明（暗）条纹间距：x=d讨论：1、白光照射时，出现彩色条纹2、当d,d不变时，变大，条纹间距变大。-变小，条纹间距变小。3、当 ,d'不变时，d变大，条纹间距变小。d变小，条纹间距变大。四、薄膜干涉:干涉加强：二 _k ,k =0,1,2,|l干涉减弱：“ _(2k 1)尹=0,12 川当光垂直入射时，薄膜两底面反射光的光

3、程差:1、当时，A, = 2dn222、当 n3>n2>门！时，A = 2dn2五、劈尖光程差：= 2n d -2明纹中心：二2nd ' k，k=0,1,22暗纹中心：二 2nd (2k1)k =0,1,22 2条纹：明暗相间的等间距的条纹讨论：1、 棱边处，'，为暗纹22、设波膜厚度为dd=(k-2) 为第k级明纹2 2nd =-为第k级暗纹2n3、 相邻明纹(暗纹)间的薄膜厚度差dkd-dn2n 24、 设劈尖长度为L,劈尖所夹物体厚度为 D,劈尖尖角为r ,相邻明条纹(或相邻暗条纹)之间的间距为 b则：二:D Lb =2nL2nD” 口-T崛iBB iMiiB

4、 Mi Vs I5、干涉条纹的移动(1) 劈尖尖角为v增大：条纹向尖端处移动，条纹间距变小(2) 劈尖尖角为 二减小：条纹远离尖端处移动，条纹间距变大(3) 当劈尖上板整体向上平移时，条纹向尖端处移动，条纹间距不变6、劈尖干涉的应用(1)涉膨胀仪(2)测膜厚A-沁e性SieN -2n(3)检验光学元件表面的平整度(4)测细丝的直径空气n = 1六、牛顿环：由一块平板玻璃和一平凸透镜组成的装置牛顿环干涉图样光程差：2d -2明纹中心：广1 = k，k =0,1,2暗纹中心：广；=（2k+1） ,k =0,1,22条纹：明暗相间的同心圆环讨论：1、明纹半径 r = （k -；）R，暗纹半径r =.

5、 - kR-2、从反射光中观测，中心点是暗点3、属于等厚干涉，条纹间距不等4、将牛顿环置于n>1的液体中，条纹将向内收缩将平凸透镜轻微向下用力按动，条纹将向外扩张将平凸透镜轻微向上抬起，条纹将向内收缩平玻璃板上有突起处，则在该处牛顿环纹外凸5、等厚干涉（1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹（2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距七、迈克耳逊干涉仪反射娩M?的像M；111反射镜单色光源光程差A = 2d讨论:1光程差：二2d2、 当M!与M 2之间距离变大时，圆形干涉条纹从中心一个个长出，并向外扩张干涉条纹变密；距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中心缩进，

6、干涉条纹变稀d 二.：k23、 插入介质片光程差，介质片厚度为t人=2d 2（ n 1）t光程差变化人- 二2（n _1）t4、 当 Mi不垂直于M2时，可形成劈尖型等厚干涉条纹八、光的衍射光在传播过程中若遇到尺寸比光的波长大得不多的障碍物时，光会传到障碍物的阴影区并形成明暗变化的光强分布的现象菲涅耳衍射：光源、屏与缝相距有限远夫琅和费衍射：光源、屏与缝相距无限远九、单缝夫琅和费衍射夫垠禾费单缝衍射军竟sin。U（衍角向上为正，向下为负1、菲涅耳波带法 bc =bsin - -k- （k =1,2,3，川）（k个半波带）2中央明条纹：bsin v - 0暗纹中心：bsi n 2kk- (k =

7、1,2,3,川)2(2k个半波带)明纹中心：bsin (2k 1 (k= 1,2,3，川)(2k+1个半波带)2、光强分布：3、讨论:(1)、第一暗纹的衍射角色占 一b第一暗纹距中心的距离x,二f =fb'一定，b增大，二减小。当：0,可一0。光直线传播b'一定，b减小，-增大。当b= ', v n。衍射最大2b 一定，增大，二增大。衍射效应越明显(2) 、中央明纹(k=±1两暗纹之间)衍射角v -2齐=2arcsin b中央明条纹的宽度10 = 2x 2 fb(3) 、除中央明条纹外其他明条纹的宽度I -玉卅-vkffb(4) 单缝上下移动，根据透镜成像原理衍射图不变十、光栅衍射1、光栅：等宽度、等距离的狭缝排列起来的光学元件光栅常数r bt透光部分的宽度 、L ：不透光部分的宽度2、光栅常数：b b3、光栅方程：