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章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介质表面金属表面光的吸收、色散和散射光的叠加驻波、椭圆偏振光的产生波动公式：五、球面波和柱面波波面为球面的波称为球面波，理想点光源发出的波为球面波波面为柱面的波称为柱面波，线光源发出的波为柱面波E、B、k互成右手螺旋系

P光和s的含义（结合o光和e光）区分反射、透射系数与反射比、透射比之间的区别和联系。记忆反射、透射系数的菲涅耳公式理解半波损失出现的条件起偏角和全反射角的概念和计算金属中和介质中介电常数以及折射率的区别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第二章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重点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、条纹间隔结论：1、干涉条纹代表着光程差的等值线。2、相邻两个干涉条纹之间其光程差变化量为一个波长l，位相差变化2p。在同一条纹上的任意一点到两个光源的光程差是恒定的。等厚条纹明（暗）纹间距L:

相邻两明（暗）纹间对应的厚度差d多光束干涉掌握透射干涉、反射干涉条纹的特点。掌握条纹锐度和精细度的含义，以及影响因素。懂得F-P干涉仪测量微小波长差的原理。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。第三章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空间的夫氏衍射多缝夫琅和费衍射干涉和衍射的共同作用衍射光栅菲涅耳衍射衍射的本质：子波干涉干涉和衍射的区别与联系理解夫琅和费衍射的条件结合光栅的作用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。衍射的概念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①叠加图样：同为亮暗相间的条纹，但条纹图样的强度分布存在着均匀（干涉）和相对集中（衍射）的不同。

②物理本质：同属光波的相干叠加问题，研究问题的关键都在相位差上，并且极大值和极小值所要求的相位差条件相同，但两者参与叠加的对象不同。干涉对应有限多束光波的叠加，衍射对应着无限多子波的叠加。③数学本质：数学处理方法不同。干涉对应着有限项求和，衍射对应着无限项积分。

④理论基础：干涉问题没有离开几何光学的直线传播理论，衍射问题却与几何光学模型相矛盾。当参与叠加的各光波可以近似地用几何光学直线传播模型描述时，则叠加纯属干涉问题；若参与叠加的各光波自身的传播行为明显地不符合几何光学模型，则对每一