光学教程第四版(姚启钧)期末总结.doc

1、第一章 小结 l 一、 光的电磁理论l 光是某一波段的电磁波， 其速度就是电磁波的传播速度。l 光波中的振动矢量通常指的是电场强度。l 可见光在电磁波谱中只占很小的一部分，波长在 390 760 nm 的狭窄范围以内。l 光强（平均相对光强）： I =A2 。 二、光的干涉：l 干涉：满足一定条件的两列或两列以上的波在空间相遇时，相遇空间的光强从新分布：形成稳定的、非均匀的周期分布。l 相干条件：频率相同 、振动方向相同、相位差恒定。l 干涉光强：三、相位差和光程差 真空中 均匀介质中 光程：光程差： 相位差： 四、干涉的分类：.五、干涉图样的形成： （1）干涉相长： （2）干涉相消：六、 干

2、涉条纹的可见度：七、七、半波损失的结论： 当光从折射率小的光疏介质向折射率大的光密介质表面入射时，反射过程中反射光有半波损失。八、 杨氏双缝：九、九、等倾干涉： 薄膜干涉时，当膜的上下表面平行即膜的厚度处处相等，面光源入射，凡入射角相同的就形成同一条纹，即同一干涉条纹上的各点都具有同一的倾角等倾干涉条纹。. 十、等厚干涉： 薄膜干涉时，当膜的上下表面不平行，即膜的厚度不相等，点光源入射，对应于每一直线条纹的薄膜厚度是相等的等厚干涉条纹。.十一、迈克耳孙干涉仪：十二、劈尖：十三、牛顿环：.第二章l 小 结一、光的衍射现象l 定义：光绕过障碍物偏离直线传播而进入几何阴影，并在屏幕上出现光强分布不均

3、匀的现象。l 2. 条件：障碍物的线度和光的波长可以比拟l 二、惠更斯菲涅耳原理l 波面 S 上每个面积元 dS 都可以看成新的波源，它们均发出次波。波面前方空间某一点 P 的振动可以由 S 面上所有面积元所发出的次波在该点叠加后的合振幅来表示。.三、菲涅耳半波带l 任何相邻两带的对应部分所发出的次波到达P点时的光程差都为/2 ，即相位相反。l Ak=(a1ak)/2 四、菲涅耳波带片l 只让奇数或偶数半波带透光的屏（光学元件）l f=k2 /(k)五、衍射的分类1. 菲涅耳衍射2. 夫琅禾费衍射六、平面透射光栅：.第3章小 结 ：一 、基本概念和基本规律二、光在平面界面上的反射和折射 . 三

4、、光在球面上的反射和折射 四、 薄透镜 = ,:,:21=发散会聚，凸凹发散凹会聚，凸nnnnthennnnif 五、 复合光具组 .第四章小 结一、放大本领 1. 人 眼 25 cm 2. 放大镜 3. 目 镜 4. 显微镜 5. 望远镜 二、 分辨本领 1. 人 眼 （瑞利判据） 2. 显微镜 3. 望远镜 4. 棱镜光谱仪 5. 光栅光谱仪第五章 小 结l 一、五种偏振态：l 自然光：l 通过理想偏振片后，光强减为原来的一半。l 线偏振光：l 部分偏振光：l 偏振度：l 圆偏振光： “-”右旋、顺时针，“+”左旋、逆时针。l 椭圆偏振光： “-”右旋、顺时针，“+”左旋、逆时针。 二、两

5、个基本定律 三、o光和e光： 都是线偏振光， 一般 ，光轴除外。光轴 l 四、偏振器件：l 尼科耳棱镜：可以作为起偏器，也可以作为检偏器。自然光通过平行尼科耳时透射光最强；通过正交尼科耳时透射光强为0。l 沃拉斯顿棱镜：l 波片:l 片：能把圆偏振光线偏振光；也能使线偏振光椭圆、圆、线偏振光。l 片：能把左旋圆偏振光右旋圆偏振光,线偏光入射线偏振光,但2.l 片：入射线偏振光线偏振光l 五：偏振光的检验：六、偏振光的干涉：其中：所以：第七章 小结l 一、光的吸收、散射和色散l 光通过物质时其传播情况就会发生变化：l 光束越深入物质，强度将越减弱；l 光的能量被物质吸收光的吸收；l 光向各个方向

6、散射光的散射。l 光在物质中传播的速度将小于真空中的速度且随频率而变化光的色散。l 光和物质的相互作用是不同物质光学性质的主要表现光和原子中电子的相互作用.朗伯定律：比尔定律； 瑞利定律： I = f (r) r-4晴朗的天空呈浅蓝色、清晨日出和傍晚日落太阳呈红色，白昼的天空是亮的、云雾呈白色等。棱镜色散： )柯西方程： 孔脱定律：反常色散总是与光的吸收有密切联系。二、光的相速度和群速度相速度：群速度:瑞利公式： 三、黑体的经典辐射定律斯忒藩玻尔兹曼定律： 2. 维恩位移定律： 3.瑞利金斯定律： 四、普朗克假设l 1900年，普朗克在对黑体辐射的研究中推导出一个完全与实验相符合的理论结果。l

7、 他假设：器壁振子的能量不能连续变化，而只能够处于某些特殊状态，这些状态的能量分立值为l 0, E0 ,2 E0 ,3 E0 ,n E0l 其中n是整数。这个允许变化的最小能量单位 E0称为能量子，或简称量子。普朗克还认为能量子的能量必须与频率成正比，即l E0 h n , l h 是一个与频率无关、也与辐射性质无关的普适常量 ，叫做普朗克常量。l h = 6.62617610-34 Js 。l 普朗克公式还包含了斯忒藩玻尔兹曼定律和维恩位移定律；它不仅可以推导出这两个定律的形式，还可从h、k、cs、b ；or:s、b h、k、c.五、爱因斯坦的光子假设及其光电方程1. 爱因斯坦的光子假设（1905） 光在传播过程中具有波动的特性，而在光和物质相互作用的过程中，光能量是集中在一些叫光量子（光子）的粒子上。产生光电效应的光是光子流，单个光子的能量与频率成正比，即 Ehn 。 2.爱因斯坦光电效应方程： 在光电效应中遏制电压与入射光的频率成线性关系 ，即 eVg = hn - Wa 光子的质量和动量：六、 康普顿效应：k =七、 德布罗意波：八、 光的波粒两象性：E实物粒子的波粒二象性： 电子衍射实验：八、波粒二象性 ：一切物质（包括实物和场）都具有波粒二象性。12