光学小结公式板

◆振动与波动(预备知识)一．基本理论简谐波振动方程Y=Acos(ωt+φ)基本表示方法和时间差的关系：——=——方程Y=Acos(ωt+φ)，程为程为位相差、传播距离和传播时间——=——=——λy振动方向相同频率相同振动方程为111222则它们的合振动方程为Y=Acos(ωt+φ)能利用旋转矢量图灵活计算各1122tgФ=————————1122位相差121合振动的振幅12122)122振动方向相同频率相同初位相差恒定rr11P波源Sr相p111相p222相)λ差p1pp1合振动的振幅1212P2P112120O强度I=4I0；Δφ=(2k+1)π，干涉减弱：12120强度I=0。二．电磁波的性质E×H传播方向。2．E矢量和B(H)矢量在各自的平面上振动，位相相同。3．电磁波的传播速度 00◆第一章和第二章(波动光学)小结一．基本概念1．光程——光在媒质走过的几何路程与媒质折射率的乘积。2．半波损失——当光从光疏媒质入射到光密媒质时，反射光存在位相突变(改3．相干光的三个条件——振动方向相同、振动频率相同、初位相差恒定。4．相位差与光程差的关系ΔΦδ5.惠更斯--菲涅耳原理二．分振幅法干涉(重点光线垂直入射)平平行平面膜(等倾干涉)(p33)装置及光路图n2dn3两条反射光的光程差2123劈尖(等厚干涉)(p38)牛顿环(等厚干涉)(p53)nn2光程差nnnnndd331123/2123n>n<n;加λ123/2n为薄膜介质的折2nn为薄膜两侧介质的折射率。同心圆，中心级次高会分析迈克尔逊干λ2Δd为平面镜移动N为条纹移动的条的直条纹同心圆，中心级次低R2=(R-d)2+r2R表示凸透镜的曲r表示干涉条纹的暗纹的件纹特点几何关系三．几种缝的装置夫琅和费单缝衍射y杨氏双缝干涉Y图bP0pdf2rθr0r2yPdpθP0pf2式条件特点缝最边缘两条光线的光程差(p115)中央明条纹bsinθ=(2j+1)λ，次最大明纹纹(理解半波带法)中央明条纹的宽度是其它明条纹宽双缝出射光线的光程差纹纹任意相邻两条缝出射的光线的光程差d=a+b,为光栅常数中央明条纹纹细而亮，两个主极大bsinθ=btgθ=b—f2ydsinθ=dtgθ=d—r0ytgθ=—f2光程差变化引起的四.菲涅耳圆孔和圆盘衍射(半波带法)((p72)理解半波带法R2(R+r)h00k=R2Rk=hk(P74)Aa1士ak(k为奇数时取+,偶数时取)k221学几何光学的基本原理：费马原理新笛卡儿符号法(光线从左到右和从右到左近轴光线条件下球面反射的物像公式近轴光线条件下球面折射的物像公式近轴光线条件下薄透镜的物像公式(p136)线段长度从顶点算起111ssfrf=2nnnn高斯公式ff在顶点右方线段长度的数值为正在主轴上方为正在顶点左方线段长度的数值为负在主轴下方为负s:物距s′:像距(像点到顶点的距离)f′:反射球面焦距r：球面曲率半径n：物方折射率n′:像方折射率是指实际折射光线所在介质，不特例透镜在空气中,实际光线从左向右时:当实际光线从右向左时,=ssr仪器1.了解光学仪器的三大本领:放大本领、聚光本领、分辨本领2.有效光阑和入射光瞳、出射光瞳的计算：计算有效光阑限制入射光束最起作用的光阑1、求出系统中每一个光阑经其前方光学系统所成的象的位置和像高；2、由确定的物点对各个象作张角，通过比较确定其中张角最小的象；3、张角最小的象对应的物(光阑)入射光瞳有效光阑被自己前面的光具组所成的像2、若有效光阑在整个系统最前面，瞳重合；有效光阑被自己后面的光具组所成的像1、将已确定的有效光阑经其后方光学系统成象，即可求得出瞳；2、若有效光阑在整个系统最后面，则有效光阑与出瞳重合第五章．光的偏振满足折射定律波阵面是球面(n是常数)o在晶体内为线偏振光o光的振动面垂直于主截面不满足折射定律波阵面是椭球面(n不是常e在晶体内为线偏振光e行于主截面可发生双折射的晶体中不产生双折射的特殊方向。在单轴晶体中，包含光轴和一条给定光线的平面，称为与该光线对应的晶体的主截面。入射光线和法线组成的平面光线名称性质光轴主截面振动入射面两个概念一一般可认为入射面与主截面重合2.偏振器件的作用入射光线偏振光线偏振光线偏振光线偏振光部分偏振光偏振器件偏振片(P214)尼科尔棱镜(允许沿某个特殊方向振动的光矢量通过，而对沿其垂直方向振动的光矢量几乎完全吸一般双折射晶体(P223)(α为入射光振动方向与光轴方向的夹角)波片(P234)(光轴平行于表面的单轴晶体但两条光有光程差)nn)d=士oe4=士2(p239)自然光、部分偏振光是大量线偏振光的组合。它们经过园偏振光和椭圆偏振光出射光性质及光强000两束线偏振光(o光和e光)0两束线偏振光(o光和e光方向002α椭圆偏振光(P236)x+y2xycos=sinA2A2AAxyxyAAxy自然光、部分偏振光xy偏振光E2E2A=A;x+y=1xyA2A2xy线偏振光线偏振光椭圆偏振光(P238获得)光轴与线偏振光偏振方向成其他取向(α为任意光轴与线偏振光偏振方(P241检验)光轴任何取向光轴与椭圆偏振光主轴一致光轴其他取向线偏振光偏振光椭圆偏振光3．掌握各类偏振光的定义、产生、表示和区分方法。有消光现象线偏振光强度无变化光入射光通过λ/4波片(圆偏振光通线偏振光)和偏振强度有变化，但无消光部分偏振光或椭圆偏振光波片和B向旋转，观察出射光强度的强度极大方向一致(即与椭圆偏振光的主轴方无消光现象部分偏振光无消光现象自然光有消光现象光第一步观察到的现象第二步观察到的现象有消光现象椭圆偏振光24．布儒斯特定律当入射光为天然光时，反射光和折射光均为部分偏振光；反射光垂直分量多于平行分量，折射光平行分量多于垂直分量。21第七章．光的波粒二象性——光的量子性：1．光的粒子性—光是由一个个以光速C运动的粒子组成的粒子流，称为光子静止质量光子能量光子动量光子的相对论质量0m=E/c2=P/c2．光子理论解释光电效应0