物理光学复习

物理光学复习课核心理论光是一种电磁波数学基础麦克斯韦方程组典型特征干涉、衍射和偏振光波与物质联系的特征晶体光学第一部分光的电磁理论基础麦克斯韦方程波动方程平面电磁波的性质反射定律和菲涅耳公式振幅、能量、相位和偏振态的改变光的吸收、色散和散射光的叠加驻波、椭圆偏振光的产生波动公式：H(B)、K、E、互成右手螺旋系p光和s的含义（结合o光和e光）会利用反射、透射系数以及反射、透射比公式计算。记忆正入射时的简化公式。理解振幅和相位曲线的意义

半波损失出现的条件

起偏角和全反射角的概念和计算理解全反射中隐逝波的特性理解正常和反常色散的含义，理解自然界中的散射现象光在界面的反射和折射波的叠加

驻波和行波的区别两个方向相互垂直的两个振动方向的合成，不同的振幅比和相位差下合成的偏振态

线偏振、圆偏振、椭圆偏振光出现的条件，左旋和右旋的含义以及出现的条件第二部分光的干涉和干涉系统干涉的本质光的叠加光既有振幅也有相位干涉的条件干涉的分类分波前干涉分振幅干涉双缝干涉等倾干涉等厚干涉多光束干涉振动方向、频率和相位关系光程差－>相位差关键相干方法双缝干涉光强分布特点：亮、暗条纹条件以及条纹宽度干涉条纹的可见度影响因素振幅比光源宽度单色性空间相干性时间相干性光源非单色性相干长度时间相干性横向纵向光源尺寸横向空间相干性最大光程差干涉条纹可见度的影响因素dbc纵向空间相干性理解空间相干性和时间相干性等倾、等厚干涉条纹特点、低级和高级的位置、条纹间隔等倾、等厚条纹的计算（结合牛顿环和迈氏干涉仪），注意半波损失出现的条件等厚条纹明（暗）纹间距L:

相邻两明（暗）纹间对应的厚度差d多光束干涉（等倾干涉）掌握透射干涉、反射干涉条纹的特点。透射光的多光束干涉条纹极为明锐。掌握条纹锐度(精细度)的含义，以及影响因素。懂得F-P标准距测量微小波长差的原理(由干涉等级与精细度即反射比决定)。理解其高的色分辨本领的原因。理解光学薄膜的工作原理以及透射比和反射比的影响因素。第三部分光的衍射基尔霍夫衍射公式菲涅耳衍射夫琅和费衍射典型孔径的夫氏衍射多缝夫琅和费衍射衍射光栅半波片惠更斯原理衍射的本质：子波干涉。以及干涉和衍射的区别与联系。理解衍射的区域分类和空间条件。理解夫琅和费衍射图样的物理意义，即衍射孔径上光场的傅立叶变换。掌握单缝、矩孔、圆孔衍射图样的特点。利用瑞丽判据，会计算光学成像系统的分辨本领。结合多缝衍射特点，掌握光栅的工作原理，理解其高的色分辨本领的原因。理解菲涅尔半波片作为透镜的工作原理。典型孔径的夫琅和费衍射主极大、主极小的位置和中央亮斑的宽度波长和缝宽对条纹宽度的影响（两个极限：几何光学、干涉）矩孔衍射圆孔衍射爱里斑的（角）半径：意义：给出光学成像的分辨率极限。瑞丽判据：两个点物像斑极大值之间的距离等于各自中央像斑的半宽度。计算望远镜、显微镜等成像的极限大小或距离。理解光学成像系统提高分辨率的方法。光强度由两个因子决定：是单缝衍射因子，由缝本身的性质决定。是多缝干涉因子，只与缝的周期性有关。多缝衍射条纹分析

1）主极大值条件（光栅方程）：当2）极小值条件：有零值，且在两主极大间有N－1个零值主极大的半角宽度：主极大的宽度与缝数成反比，缝数越多，条纹越细密。意义：强度为零的衍射光相干，相长干涉的强度仍为零如缺第3、6、9…级明纹单缝衍射的极小双缝干涉的极大缺级同时存在衍射光栅如果选择“自准条件”入射，即i==θ，则有==0。光栅方程当m＝1时，对应l=lB称为闪耀波长，此时光强最大值正好分布在衍射的1级光谱上（在g方向上）实例：衍射面光强度分布最大的方向栅面法线gida刻划面法线g第四部分晶体光学光在晶体内的传播确定的k，对应两个解光的晶体表面的折射惠更斯作图法应用：偏振器件起偏、分束波片偏振光的变换和测定晶体双折射的应用——电光调制偏振光的干涉基本概念o光e光的定义，主平面、主截面、入射面的含义。结合介电张量以及光轴的定义，理解各向同性、各向异性、单轴、双轴晶体以及正晶、负晶的含义。掌握晶体中E、S、D、K和H的方向关系图。结合折射率椭球，掌握用几何的方法求解晶体中光振动矢量和对应折射率的问题。理解各向异性晶体中光传播不满足折射定律的含义。结合光线面(波面)的含义，掌握计算法和几何法求解晶体中的折射问题。理解波矢方向、光线方向、能流方向等的含义。理解偏振器件的工作原理。掌握波片的特性，半波片、四分之一波片对光偏振态改变的性质。掌握利用起偏、检偏和波片进行偏振态的测定方法。结合偏振光的干涉，理解电光调制的工作原理。光在晶体中的传播折射率椭球(光率体)AC光轴i晶体表面的折射－斜入射....光线在晶体主截面内倾斜入射时的双折射现象（光轴垂直于入射面）eeAoAAoAO’EO入射光(Incidentray)opticalaxiseeAoAAoAO’EOE’入射光(Incidentray)opticalaxisAAAAO’EOE’入射光(Incidentray)optic