大学物理：光学复习课

1、第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章光学复习课光学复习课第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系一一 基本要求基本要求1 理解相干光的条件及获得相干光的方法理解相干光的条件及获得相干光的方法.2 掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系，理掌握光程的概念以及光程差和相位差的关系，理解在什么情况下的反射光有相位跃变解在什么情况下的反射光有相位跃变.3 能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的

2、能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置位置.4 了解迈克耳逊干涉仪的工作原理了解迈克耳逊干涉仪的工作原理.第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系 2 2 掌握用半波带法来分析单缝的夫琅禾费掌握用半波带法来分析单缝的夫琅禾费衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽及波长对衍衍射条纹分布规律的方法，会分析缝宽及波长对衍射条纹分布的影响射条纹分布的影响. . 3 3 掌握光栅衍射公式掌握光栅衍射公式 , , 会确定光栅衍射谱会确定光栅衍射谱线的位置，会分析光栅常数及波长对光栅衍射谱线线的位置，会分析光栅常数及波长对

3、光栅衍射谱线分布的影响分布的影响. . 4 4 理解衍射对光学仪器分辨率的影响理解衍射对光学仪器分辨率的影响. . 5 5 理解理解x x射线的衍射现象和布拉格公式的物射线的衍射现象和布拉格公式的物理意义理意义. . 1 1 理解惠更斯菲涅耳原理及它对光的衍理解惠更斯菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解释射现象的定性解释. .第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系 理解自然光与偏振光的区别理解自然光与偏振光的区别; 理解布儒斯特定律和马吕斯定律理解布儒斯特定律和马吕斯定律; 了解线偏振光的获得方法和检验方法；了

4、解线偏振光的获得方法和检验方法； 了解双折射现象了解双折射现象 （自学阅读）。（自学阅读）。第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系1 1、相长干涉和相消干涉的条件、相长干涉和相消干涉的条件干涉加强干涉加强相长干涉相长干涉,2, 1 ,0,kk,2, 1 ,02,kk干涉减弱干涉减弱相消干涉相消干涉, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk基本内容基本内容干涉的关键是写出光程差干涉的关键是写出光程差第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大

5、 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容,210 kk 明纹极大明纹极大,2,12)12( kk 暗纹极小暗纹极小 Dxa2 2 2、杨氏双缝干涉、杨氏双缝干涉 x ak2D 明纹极大（明纹极大（1）,2,1 ,0 k2)12(2 kaD暗纹极小（暗纹极小（2）,2,1 k（2）相邻两明（暗）纹的间距同侧相邻两最亮明纹，或相同侧相邻两最亮明纹，或相 邻两最暗暗纹之间的间距邻两最暗暗纹之间的间距aDx2 第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系1n2n3n原则：原则：有半波损失当,21nn 无半波损失当

6、,21nn ）（上、下均有半波损失不考虑半波损失）（,3211nnn ）（上、下均无半波损失无半波损失）（,3212nnn 半波损失）（上有半波损失、下无考虑半波损失）（,3213nnn 半波损失）（上无半波损失、下有考虑半波损失）（,3214nnn 基本内容基本内容第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容根据具体根据具体情况而定情况而定222212sin/2e nni反3、薄膜干涉、薄膜干涉e nk2)21(nk2（明纹明纹）（暗纹暗纹）4、劈尖劈尖,k明纹明纹(21),2k暗纹暗纹22ne12

7、2niieen2）相邻明相邻明(暗暗)纹间的厚度差纹间的厚度差3）条纹间距条纹间距2ln或上表面平移或上表面平移第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容), 2 , 1(kk明纹明纹), 1 , 0()21(kk暗纹暗纹5、牛顿环牛顿环), 2 , 1 , 0( k暗环半径暗环半径明环半径明环半径), 3 , 2 , 1( k Rkr)21( kRr 第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容干涉条纹干

8、涉条纹移动数目移动数目移动距离移动距离1M2kd移动反射镜移动反射镜6 6、迈克尔孙干涉仪、迈克尔孙干涉仪第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容 .3 , 2 , 1.3 , 2 , 12) 12(0sinkkkka 中央明纹中央明纹k级明纹级明纹k级暗纹级暗纹衍衍 射射1 1、单缝衍射、单缝衍射afk )2 , 1( k暗纹暗纹afk212 ）（ 明纹明纹 x0 0中央明纹中央明纹)2 , 1( k第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应

9、应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容fxtg xafxx 22210暗（2 2）半角宽度）半角宽度：中央明纹对光心所张角度的一半。中央明纹对光心所张角度的一半。a0afxtg 22sin1000暗，暗，角宽度角宽度（1 1）中央明纹宽度为两个第一级暗纹极小之间的距离）中央明纹宽度为两个第一级暗纹极小之间的距离第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容2)1(01xafafkafkxxxkk 除中央明纹以外，衍射条纹等宽（等距）。除中央明纹以外，衍射条纹等宽（等距）。021 a（3 3）其他条纹

10、宽度）其他条纹宽度任意两相邻明（暗）条纹极小处任意两相邻明（暗）条纹极小处第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容)sin(sinsinsin12 aaarr（4）光斜入射：）光斜入射：在法线下方取负。在法线上方取正， ,明纹中心）（暗纹中心中央明纹, 2, 1,212, 2, 1,22, 0)sin(sinkkkka 第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容暗纹极小主极大明纹（2 , 1 , 0)1

11、2(2 , 1 , 0,sin)kkkkba （2 2）光栅方程：）光栅方程：相邻两缝射出的衍射角相邻两缝射出的衍射角为为 的两条光线的两条光线 2、光栅衍射、光栅衍射 取整非整数，减整数，最高级次12)3(max dk. 7, 1, 0, 71512max kkkn，例：亮纹数目Nbad1)1( 光栅常数：第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容（4 4）谱线缺级：）谱线缺级：单缝衍射的暗纹处单缝衍射的暗纹处缺级条件缺级条件： kakbasinsin)(单缝暗纹：干涉明纹：缺级当), 2, 1(

12、kabakkkabak缺级数目实际亮纹数目 12)5(maxkn第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容光栅方程：光栅方程：（6 6）光栅斜入射情况）光栅斜入射情况sin)(sin)(babakbabasin)(sin)()2, 1, 0(k第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容3 3、爱里斑、爱里斑中央明亮的圆斑，中央明亮的圆斑，84%84%的能量的能量半角宽度：半角宽度：Dfd 22. 12ta

13、nsin000D 22.1min4 4、最小分辨角、最小分辨角光学仪器分辨率光学仪器分辨率 22.110D 1,D第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容1 1、马吕斯定律（、马吕斯定律（1880 年）年）cos0EE 2020EEII20cosII 马吕斯定律马吕斯定律 强度为强度为 的偏振的偏振光通过检偏振器后光通过检偏振器后, ,出射光的强度为出射光的强度为0I偏偏 振振第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系

14、基本内容基本内容)2(cos223 II202cos2II 220223sincos21sinIII2sin81203II 0I1I3p2p1p2I3I2p3p1p第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容2 2、布儒斯特定律（、布儒斯特定律（1812年）年）反射光为完全偏振光，且反射光为完全偏振光，且振动面垂直入射面，折射振动面垂直入射面，折射光为部分偏振光光为部分偏振光。120tannni 当当 时时，（1）反射光和折射光互相垂直反射光和折射光互相垂直 .120sinsinnni00120cossintaniinni)2cos(sincos0i20i0i0i1n玻璃玻璃2n空气空气第十四、十五、十六章第十四、十五、十六章 光学复习光学复习南南 京京 理理 工工 大大 学学 应应 用用 物物 理理 系系基本内容基本内容120tannni tan)2tan(co