大学物理光学复习资料PPT课件

精选,1,总复习,Review,精选,2,主要内容,一、光的干涉二、光的衍射三、几何光学四、光学仪器五、光的偏振六、光的吸收、散射和色散七、光的量子性八、现代光学基础,精选,3,一、光的干涉,1.基本概念光的电磁理论光是某一波段的电磁波，其速度就是电磁波的传播速度；可见光在电磁波谱中只占很小的一部分，波长在390760nm的狭窄范围以内。相干条件频率相同、振动方向相同、相位差恒定。干涉的分类分波面干涉、分振幅干涉和分振动面干涉。,精选,4,杨氏双缝相位差：光程差：d光强分布：+极值条件：条纹：,精选,5,薄膜干涉光程差：等倾：等厚：,精选,6,迈氏干涉仪原理：分振幅法薄膜干涉装置：干涉条件：（n1=n2=1i1=i2=2且没有额外光程差）基本公式：或者,精选,7,5.劈尖6.牛顿环,精选,8,二、光的衍射,1.基本概念衍射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匀的现象。衍射条件障碍物的线度和光的波长可以比拟衍射的分类a.菲涅耳衍射：近场、求和、点光源。b.夫琅禾费衍射：远场、积分、平行光。,精选,9,菲涅尔衍射：半波带理论：圆孔衍射：，平行光：圆屏衍射：k不大时，几何中心永远有光；k很大时，直线传播。波带片：奇数偶数,精选,10,3.夫琅禾费衍射：单缝衍射：合振幅：光强分布：中央最大值：极小值：次最大：,，,精选,11,角宽度：线宽度：圆孔衍射：光强分布：，：一阶贝塞尔函数。爱里斑半角宽度：,精选,12,平面透射光栅强度分布：单缝衍射因子缝间干涉因子主最大位置：最小值位置：两个主最大之间有N-1个最小值，由N-2个次最大。单缝衍射因子为0时也出现最小值，,精选,13,光栅方程：垂直入射时：谱线的半角宽度：谱线的缺级：5.X射线衍射布拉格方程：,精选,14,三、几何光学,平面反射与折射：（平面反射镜）象视深度平板玻璃全反射：临界角光学纤维：数值孔径空气中的光纤：棱镜：最小偏向角,精选,15,符号法则:线段：右为正，左为负。上为正，下为负。角度：顺为正，逆为负。图标均为正。单球面反射成像：,精选,16,单球面折射成像：,精选,17,薄透镜：,精选,18,四、光学仪器,放大本领：放大镜：显微镜：物镜的横向放大率目镜的放大本领望远镜：,精选,19,3.分辨本领：人眼：显微镜：望远镜：,精选,20,棱镜光谱仪：光栅光谱仪：,精选,21,五、光的偏振,五种偏振态自然光：透过理想偏振片后，光强变为原来的一半。线偏振光：部分偏振光：圆偏振光：椭圆偏振光：,精选,22,马吕斯定律o光和e光波片,精选,23,偏振光的检验偏振片,精选,24,六、光的吸收、散射和色散,1.光的吸收：朗伯定律，比尔定律。2.光的散射：瑞利定律（天空、太阳、白云）3.光的色散：,精选,25,光电效应,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Eh。爱因斯坦光电效应方程：,七、光的量子性,精选,26,光子的质量和动量：,精选,27,八、现代光学基础,1.原子发光机理玻尔的氢原子模型：,精选,28,原子发光机理：,精选,29,2.激光,定义：由激光器产生的，波长在1mm以下的相干电磁辐射，它由物质的粒子受激发射放大产生，具有良好的单色性、相干性和方向性。含义：光受激辐射放大。“激光”“Laser”“Lihgtamplificationbystimulatedemissionofradiation”.原理：通过辐射的受激发射而实现光放大。,精选,30,特点：单色性佳：频宽：自然线宽：多普勒宽度：谱线宽度：相干性强：相干长度：lH=ctH。迈克耳孙干涉仪光的时间相干性；杨氏实验光源的空间相干性。方向性好：发散角小亮度高、照度大。,精选,31,种类：,亦可按激光器工作方式、激励方式及谐振腔等分。总之，不管怎样分，每一类都包括许多激光器。,按激光器工作物质性质分,精选,32,考试安排,1.时间：元月2.地点：3.形式：闭卷监考、主考、巡