物理光学与应用光学

物理光学与应用光学Tag内容描述：<p>1、衍射和傅里叶光学基础 2/38 现代光学的一个分支，将电信理论中使用的傅里叶分析方 法移植到光学领域而形成的新学科。 在电信理论中，要研究线性网络怎样收集和传输电信号， 一般采用线性理论和傅里叶频谱分析方法。 在光学领域里，光学系统是一个线性系统，也可采用线性 理论和傅里叶变换理论，研究光怎样在光学系统中的传播 。 电信理论处理的是电信号，是时间的一维函数，频率是时 间频率，只涉及时间的一维函数的傅里叶变换； 在光学领域，处理的是光信号，它是空间的三维函数，不 同方向传播的光用空间频率来表征，需用空间的三维函数。</p><p>2、物理光学与应用光学习题及选解（部分）第一章l 习题1-2题用图1-1. 一个线偏振光在玻璃中传播时，表示为：，试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。1-2. 已知单色平面光波的频率为，在z = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。求fx， fy， fz 。 1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：(1)，;(2) ，;(3) ，。1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x轴的夹角为，椭圆的长、短轴各为2a1、2a2，Ex、Ey的相位差为。求证：。1-5.已知冕牌玻璃对0.3988mm波长光的折射率为n = 1.52546，求光在该玻璃中的相速和群速。1-6. 试计算下面两种色。</p><p>3、更多教材下载:h t t p :/x u e x i .h a g o n g d a .co m .cn 更多考研资料下载：h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 更多教材下载:h t t p :/x u e x i .h a g o n g d a .co m .cn 更多考研资料下载：h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 更多教材下载:h t t p :/x u e x i .h a g o n g d a .co m .cn 更多考研资料下载：h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .co m .cn 更多教材下载:h t t p :/x u e x i .h a g o n g d a .co m .cn 更多考研资料下载：h t t p :/k a o y a n .h a g o n g d a .c。</p><p>4、2.5 光的相干性,2.5.1 光源大小对干涉条纹可见度的影响 光的空间相干性 2.5.2 光源非单色性对条纹可见度的影响 光的时间相干性 2.5.3 干涉的定域性 2.5.4 相干性的定量描述 2.5.5 激光的相干性,2.5.1 光源大小对干涉条纹可见度的影响 光的空间相干性,干涉条纹可见度 V 表征干涉程度,在杨氏干涉实验中，如果采用点光源，则通过干涉系统将产生清晰的干涉条纹，V = 1；如果采用扩展光源，其干涉条纹可见度将下降。,以杨氏双缝干涉为例：,若考察干涉场中的某一点P，则位于光源中点 S 的光源在P点产生的光强度为 ：,式中，I0 dx是元光源通过 S1。</p><p>5、物理光学与应用光学习题及选解第一章l 习题1-2题用图1-1. 一个线偏振光在玻璃中传播时，表示为：，试求该光的频率、波长，玻璃的折射率。1-2. 已知单色平面光波的频率为，在z = 0 平面上相位线性增加的情况如图所示。求fx， fy， fz 。 1-3. 试确定下列各组光波表示式所代表的偏振态：(1)，;(2) ，;(3) ，。1-4. 在椭圆偏振光中，设椭圆的长轴与x轴的夹角为，椭圆的长、短轴各为2a1、2a2，Ex、Ey的相位差为。求证：。1-5.已知冕牌玻璃对0.3988mm波长光的折射率为n = 1.52546，求光在该玻璃中的相速和群速。1-6. 试计算下面两种色散规律的。</p><p>6、第三章 平面与平面系统,平面镜的成像 平行平板的成像性质 反射棱镜 折射棱镜与光楔 光学材料,平面镜棱镜系统的主要作用： 1、将共轴系统折叠以缩小仪器的体积和减轻仪器的重量 2、改变像的方向起倒像作用 3、改变共轴系统中光轴的位置和方向 4、利用平面镜或棱镜的旋转，连续改变系统光轴的方向,一、单平面镜成像,第一节 平面镜成像,物像位于异侧，物像虚实不同,成正像,x,y,z,y,x,z,采用右手坐标法则,O,O,一个右手坐标系经平面镜成像为一个左手坐标系,P,Q,奇次反射成镜像，偶次反射成一致像。,P,Q,P,Q,O,A,N,N,A,A“,2,二、平面镜旋转特性。</p><p>7、第 6 章 光的吸收、色散和散射,6.1 光与介质相互作用的经典理论 6.2 光的吸收 6.3 光的色散 6.4 光的散射 例题,6.1 光与介质相互作用的经典理论,1. 经典理论的基本方程 洛仑兹的电子论假定：组成介质的原子或分子内的带电粒子(电子、 离子)被准弹性力保持在它们的平衡位置附近，并且具有一定的固有振动频率。在入射光的作用下，介质发生极化， 带电粒子依入射光频率作强迫振动。由于带正电荷的原子核质量比电子大许多倍，可视正电荷中心不动，而负电荷相对于正电荷作振动，正、负电荷电量的绝对值相同，构成了一个电偶极子， 其电偶极矩为。</p><p>8、2013年6月15日,光电工程学院,主讲： 徐 宁,物理光学 Physical optics,Email: xuningnjupt.edu.cn Office: 教4-1楼,2,2013/2014(1),光电工程学院,一、课程性质、目的和任务,1. 性质： 专业基础课 后续课： 激光原理、光纤通信原理与系统、光 电传感技术等,2. 目的： 基本原理 分析问题方法 知识的应用,教学内容： 电磁场基本知识 光的干涉、衍射 晶体光学 光与物质的作用 课时分配 48课时,3,2013/2014(1),光电工程学院,一、课程性质、目的和任务,成绩评定 平时：（ 作业、到课率、答疑、课堂提问等） 30 期末考试： 70,学习方法 掌握重点 。</p><p>9、5.2.2声光衍射,超声波是一种弹性机械波，当它通过介质时，介质中各点将出现随时间和空间呈周期性变化的弹性应变，导致介质中产生随时间和空间呈周期性变化的弹光效应，结果使得介质中各点的折射率产生相应的周期性变化。当光通过有超声波作用的介质时，相位受到调制，其结果如同光通过一个衍射光栅，光栅间距等于声波波长，光束通过这个光栅时要产生衍射，这就是通常观察到的声光效应。由此可见，声光效应实质上是一种特殊的。</p><p>10、第3章光的衍射,3.1衍射的基本理论3.2夫琅和费衍射远场衍射3.3菲涅耳衍射近场衍射3.4光栅和波带片3.5衍射现象的应用,3.1衍射的基本理论,3.1.1光的衍射现象3.1.2惠更斯菲涅耳原理3.1.3基尔霍夫衍射公式,3.1.1光的衍射现象,1.光的衍射现象2.衍射现象的基本特征3.衍射现象的物理本质,1.光的衍射现象光的衍射是指光波在其传播过程中对直线传播的任何偏离现象。光的衍射。</p><p>11、第4章光在各向异性介质中的传播,4.1晶体的光学各向异性4.2理想单色平面光波在晶体中的传播4.3平面光波在晶体表面上的反射与折射4.4晶体光学元器件,4.1晶体的光学各向异性,4.1.1张量的基础知识4.1.2晶体的介电张量,4.1.1张量的基础知识,1.张量的概念2.张量的变换3.对称张量,1.张量的概念,（1）把一个标量与一个或者多个矢量以等式的形式关联起来，等式的关联因子就是张量。（2。</p><p>12、4)应用折射率椭球讨论晶体的光学性质,各向同性介质或立方晶体单轴晶体双轴晶体,4.2.2光在晶体中传播的几何法描述,1.折射率椭球(光率体),各向同性介质或立方晶体主介电系数1=2=3，主折射率n1=n2=n3=n0，折射率椭球方程：,各向同性介质的折射率椭球是一半径为n0的球。不论在什么方向，垂直于的中心截面与球的交线均是半径为n0的圆，不存在特定的长短轴，光学性质各向同性。</p><p>13、物理光学与应用光学 习题及选解 第一章 l 习题 1 2题用图 1 1 一个线偏振光在玻璃中传播时 表示为 试求该光的频率 波长 玻璃的折射率 1 2 已知单色平面光波的频率为 在z 0 平面上相位线性增加的情况如图所示 求fx f。</p><p>14、第四章 l 习题 4 1 在各向异性介质中 沿同一光线方向传播的光波有几种偏振态 它们的D E k s矢量间有什么关系 4 2 设e为E矢量方向的单位矢量 试求e的分量表示式 即求出与给定波法线方向k相应的E的方向 4 3 一束钠黄光以50角方向入射到方解石晶体上 设光轴与晶体表面平行 并垂直与入射面 问在晶体中o光和e光夹角为多少 对于钠黄光 方解石的主折射率no 1 6584 ne 1 486。</p><p>15、光学薄膜 在透明的平整玻璃基片或金属光滑表面上，用物理或化学方法涂敷的透明介质薄膜。,作用：满足不同光学系统对反射率和透射率的不同要求。,2.3 光学薄膜,2.3 光学薄膜,2.3.1 光学薄膜的反射特性,2.3.2 干涉滤光片,在玻璃基片的光滑表面上镀上一层折射率和厚度都均匀的透明介质薄膜。,一、单层膜,2.3.1 光学薄膜的反射特性,r1 薄膜上表面的反射系数 r2 薄膜下表面的反射系数。</p>