物理光学课件

物理光学课件Tag内容描述：<p>1、3.7 楔形平板产生的干涉,3.7.1 定域面的位置,在薄膜的表面以上，两个表面反射的光在广大的区域内交叠。,在交叠区域每个点都有一对相干光线相交，如图：,A,a,B,b,C,c,D,d,从薄膜表面附近到无穷远，在广阔的区域里都有干涉条纹。,随着光源的扩展，不同级次的干涉条纹互相叠加，造成条纹对比度下降。,干涉孔径角为0的那些叠加点的对比度最大，也就是定域面所在。,定域面,3.7.2 楔形平板产生的等厚条纹,楔形平板产生干涉的原理如图3.44所示。扩展光源中的某点S发出一束光，经楔形板两表面反射的两支光相交于定域面上某一点P ，产生干涉，其光。</p><p>2、第四章 多光束干涉与光学薄膜,前面我们讨论了平行平板的双光束干涉问题。事实上，由于光束在平板内不断的反射和透射，必须考虑多光束参与干涉，特别是当平板表面反射系数比较高时，更应如此才不会引起过大的误差。 本节将讨论在考虑多光束干涉时干涉条纹会发生怎样的变化。,由于是干涉，产生多光束干涉的条件是： 参与干涉的各光束之间满足相干条件，即频率相同振动方向一致，有恒定的初位相差，也就是说这些光束应该来自同一个光源。,与双光束相同的是：多光束干涉装置也有分振幅和分波面两种类型。,分振幅装置：透明平行平板,分波面装置。</p><p>3、1,2. 振幅矢量图（Phasor diagram）,任一复数可解析表示为：,=实部+虚部,复数的矢量图表示,2,复矢量,即实部和虚部构成复平面的两个直角坐标，而复数成为复平面上的一个矢量。,3,任意两个复数的迭加可解析表示为：,复数迭加的矢量图表示：,其中,复数的迭加在复平面上就可表示为两个矢量的迭加，并且遵从矢量迭加的规则，如平行四边形法则、三角形法则。,4,图示：复矢量迭加：平行四边形法则（左）,三角形法则（右）,5,实际作复矢量图时，实数轴和虚数轴可不画出，实数轴的方向约定为水平方向。复矢量的方位根据其相对于实轴的幅角（位相）。</p><p>4、大纲要求：相干光的获得 杨氏双缝干涉 光程 光程差 薄膜干涉 光疏介质 光密介质 迈克尔逊干涉仪 惠更斯菲涅尔原理 单缝衍射 光学仪器分辨本领 衍射光栅与光谱分析X射线衍射 布喇格公式 自然光和偏振光 布儒斯特定律 马吕斯定律 双折射现象,第四部分 光学,一、光的干涉,1.相干光源：频率相同, 振动方向相同,位相差恒定的两个光源。,2.获得相干光的途径（方法）,有,故上式改写为：,(k=1,2, ),波程差,3.明暗位置所满足的条件,根据波动理论：,4. 光程与光程差,光程,光在某一媒质中所经历的几何路程 r与介质折射率 n 的乘积 nr,光程差,两同相的。</p><p>5、第一节 光的传播,信息快递：,一、光源：自身能够发光的物体叫做光源。,信息快递：,光源,天然光源,人造光源,走向生活,1、下列物体一定不属于光源有（ ） A、星星 B、课本 C、礼花 D、航标灯 2、在恒星、火把、烛光鱼、发光二极管等光源 中,属于天然光源的有______________，属 于人造光源的有_____________________.,B,恒星和烛光鱼,火把和发光二极管,信息快递： 能够传播光的物质，例如空气、水、玻璃等，通常叫做光的介质。,二、光的直线传播： 光在同种均匀介质中沿直线传播。,信息快递： 三、光线：在物理学中，用一条带箭头的直线表示。</p><p>6、线偏振光的获取与检验,参赛课程：物理光学,知识点节段：利用反射和折射产生线偏振光,1,引入：普通摄影 VS 带偏振镜摄影,不带偏振镜摄影,带偏振镜摄影,2,引入：普通太阳镜 VS 偏光太阳镜,普通太阳镜,偏光太阳镜,3,27 0,电气石,自然光,线偏振光,C,C,1.获得偏振光的方法,透光轴,通过二向色性晶体获取线偏振光,4,1.获得偏振光的方法,由反射与折射产生偏振光。,线偏振光（s分量）,布儒斯特角（起偏角）,5,2.偏振光的检验,起偏与检偏,起偏,透光轴,起偏器PA,自然光,线偏振光,由自由光获得线偏振光。,6,3.马吕斯定律,马吕斯定律,M,N,透,轴,光,a,M,。</p><p>7、光的干涉 S1 S2 水波的干涉 1 什么是波的干涉 2 波的干涉条件是什么 相干波源f1 f2 S1 S2 相干光源 S1 SS1 SS2S1 S2相干光源 演示 双缝干涉 双缝干涉的条纹间距 条纹间距 X L d 测 X L d 双缝干涉的条纹间距 1 增大。</p><p>8、第十一章,光学,光的干涉,一理解相干光的条件及获得相干光的方法.,二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.,三能分析杨氏双缝干涉条纹及薄膜等厚干涉条纹的位置.,四了解迈克耳孙干涉仪的工作原理.,学习要求,二了解用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射条纹分布的影响.,光的衍射,一了解惠更斯菲涅耳原理及它对光的衍射现象的定性解。</p><p>9、11-10 光的偏振性 马吕斯定律 11-11 反射光和折射光的偏振 11-12 双折射,第十一章 光学 - 光的偏振,11-10 光的偏振性 马吕斯定律 11-11 反射光和折射光的偏振 11-12 双折射,第十一章 光学 - 光的偏振,横波与纵波的区别,机械波穿过狭缝,-横波具有偏振性,横波与纵波的区别,-横波具有偏振性,纵波:振动方向对于传播方向对称,横波:振动。</p><p>10、11-1 相干光 11-2 杨氏双缝干涉 劳埃德镜 11-3 光程 薄膜干涉 11-4 劈尖 牛顿环 11-5 迈克耳孙干涉仪,第十一章 光学 - 光的干涉,相位差,一 光程,相位差,物理意义：光程就是光在介质中通过的几何路程 , 按波数相等折合到真空中的路程.,1) 光程: 介质折射率与光的几何路程之积 =,频率,真空,介质,波速,波长,几何路程,2）光程差 (两光程之差),3) 相位。</p><p>11、45 晶体偏振器件,能够产生、检测偏振光或改变偏振光的偏振态的晶体光学器件。,偏振片和玻片堆只能产生近似的线偏光，利用晶体偏振器件可获得高质量的线偏振光。,现今广泛使用偏振片,获得的偏振光不够纯，强度也不大。,比较：,一、偏振器件,(一)偏振起偏棱镜,作用：产生或检测偏振光（可自然光入射）,格兰汤姆逊（Glan-Thompson）棱镜,格兰付科棱镜,（二）偏振分束棱镜,渥拉斯顿棱镜,洛匈棱镜,二。</p><p>12、3.8 菲涅耳衍射,以“半波带”划分衍射屏处的波面，将“点源”球面子波的叠加转化为“半波带”子波的叠加。,第一带：,第二带：,第 K 带：,证明：菲涅耳半波带的面积都近似相等。,j ：第 j 个带的半径 rj ：第 j 个带到 P点的距离 h ：A0 到 环带半径j之间的垂直距离,第 j 个环形带的面积为：,包含 j 个带的波面（即以j 为孔径的一部分球面）的面积为：,第 j 个环形带的面积与其。</p><p>13、法国数学家、物理学家 三角级数创始 1822年，出版热的分析理论一书中首次公开研究成果,傅立叶,两个主要贡献 周期信号可表示为谐波关系的正弦信号的加权和。 非周期信号可用正弦信号的加权积分表示。,光波的傅里叶分析,1相同频率而有任意振幅和位相的单色光波的叠加时，所得到的合成波仍然是单色光波。 2两个不同频率的单色光波叠加起来，其结果就不再是单色波，波形曲线不再是正弦或余弦曲线。 3反过来，任意一个。</p><p>14、第十一章,光学,波动光学,小结,光的干涉,-相干光,薄膜干涉,薄膜干涉,等倾干涉:i相同,e不同.,等厚干涉: i不同, e相同.,(光线垂直入射),光的衍射,-子波的干涉,单缝衍射,:中央明纹最亮, 随级数增大, 亮度迅速减小.,:中央明纹最宽,是其它各级条纹宽度的两倍.,线宽度,中央明纹角宽度,圆孔衍射,爱里斑角半径,光学仪器的分辨本领,光栅衍射,:单缝衍射和多缝干涉的总效果,。</p><p>15、11-1 相干光 11-2 杨氏双缝干涉 劳埃德镜 11-3 光程 薄膜干涉 11-4 劈尖 牛顿环 11-5 迈克耳孙干涉仪,第十一章 光学 - 光的干涉,一 杨氏双缝干涉,波程差,减弱,加强,暗纹,明暗条纹的位置,1.条纹:与狭缝相互平行的明暗相间的直条纹.,所对应的明纹:零级明纹或中央明纹.,明暗条纹的位置,1.条纹:与狭缝相互平行的明暗相间的直条纹.,所对应的条纹:第一级,第二级,第。</p>